JPH04281209A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生用の薄膜磁
気ヘッドに関し、特に磁気記録密度が高い垂直磁気記録
法に使用するのに好適の薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】垂直磁気記録は磁気記録媒体の磁性層を
厚さ方向に磁化させることにより記録再生を行うもので
あり、従前一般的であった面内磁気記録法に比して記録
密度を高くすることができるという利点がある。即ち、
面内磁気記録法においては、磁気記録媒体上に被着形成
された磁性層をその面に平行に磁化させ、この面内方向
での残留磁化により記録再生を行う。しかし、この面内
方向磁化の場合には、記録信号が短波長になるにつれて
、即ち記録密度が高くなるにつれて、記録媒体内の反磁
界が増加し、残留磁束密度が減衰するため、再生出力が
低下するという欠点がある。これに対し、垂直磁気記録
の場合には、記録密度が高くなってもこのような不都合
が生じないため、面内方向磁化に比して記録密度を高く
することができる。

【０００３】この垂直磁気記録用磁気ヘッドとしては、
モノリシックヘッド、コンポジットヘッド及び薄膜磁気
ヘッド等がある。これらの磁気ヘッドは、磁気記録媒体
の走行によって生じる動圧を利用して浮上し、この空気
ベアリング効果により磁気記録媒体との間に微小な間隙
を保持する浮上型磁気ヘッドである。このうち、モノリ
シックヘッド及びコンポジットヘッドはその読み書き素
子がコアに巻線を設けたバルクタイプのものである。一
方、薄膜磁気ヘッドはスライダの端部に磁性膜、導体コ
イル膜、コイル層間絶縁膜及び保護膜等をスパッタリン
グ及びフォトリソグラフィ技術を利用して形成した構造
となっている。このため、薄膜磁気ヘッドはバルクタイ
プの浮上型磁気ヘッドに比して導体コイル膜のインダク
タンス値が１桁以上も低くなる。従って、薄膜磁気ヘッ
ドは、高周波特性が極めて良好であり、本質的に高速応
答性が優れ、他の垂直磁気ヘッドに比しても更に一層高
密度記録に適しているヘッドである。

【０００４】図３は従来の垂直磁気ヘッドを下方から見
上げて示す斜視図である。セラミック構造体からなるス
ライダ１はその下面の中央部を切削加工、エッチング等
の手段により掘り下げてその両側部にその長手方向に延
びる１対のレール状のスライダ部１１、１２を形成して
ある。このヘッドが記録再生装置に装着された場合には
、スライダ部１１、１２間の堀込み部に空気が流れ、こ
の空気流によりスライダ１が浮上する。

【０００５】このスライダ部１１、１２における空気流
の流入端側には、スライダ部１１、１２が空気流の流入
に対する抵抗とならないように、テーパー面１３，１４
が形成されている。一方、空気流の流出端側には電磁変
換素子部２が設けられている。この電磁変換素子部２に
おいては、１対の主磁極４の周囲に１対の薄膜コイル２
３が形成されており、この主磁極４及び薄膜コイル２３
により薄膜磁気ヘッドの記録再生素子が構成されている
。そして、この各コイル２３は電磁変換素子部２の端面
に形成された１対の取り出し電極２１，２２に接続され
ている。補助磁極５は電磁変換素子部２に隣接するよう
にして、電磁変換素子部２とスライダ１との間に設けら
れている。

【０００６】この磁気ヘッドは、磁気ディスク装置に取
り付ける場合に、そのジンバル支持装置の先端部に装着
する。そして、スライダ部１１、１２の下面に形成され
る浮上面１５，１６を磁気ディスクの表面に接触させ、
バネ（図示せず）の弾性力により磁気ヘッドを若干磁気
ディスクに押しつける。従って、磁気ディスクの停止時
には、バネ圧により浮上面１５，１６が磁気ディスク表
面に押しつけられて接触している。そして、磁気ディス
クが起動されて回転を開始すると、スライダ部１１，１
２のテーパー面１３，１４を含む浮上面１５，１６に空
気流による揚力動圧が作用し、この動圧とジンバルのバ
ネ圧とが釣り合うときの浮上量で磁気ヘッドが磁気ディ
スクから浮上する。この浮上量は通常０．３μｍであり
、このような浮上量で安定した浮上特性が得られる。

【０００７】薄膜磁気ヘッドの性能は、電磁変換素子部
２の電気的特性のみならず、磁気記録媒体を駆動して実
際に記録再生動作を行った場合の実機での特性が重要で
ある。即ち、薄膜磁気ヘッドの浮上特性が実機に装着し
たときの総合的な薄膜磁気ヘッドの性能に重大な影響を
及ぼす。この薄膜磁気ヘッドの浮上特性としては、（１
）浮上量、（２）コンタクト・スタート・ストップ特性
（以下、ＣＳＳ特性という）、及び（３）スティック現
象の有無により優劣が決まる。浮上量は磁気記録媒体と
磁気ヘッドのスライダ面の流出端との間の間隔であり、
この間隔が大きくなると、いわゆるスペーシングロスが
大きくなり、記録再生特性が低下する。ＣＳＳ特性は記
録媒体の駆動開始時と停止時の摩耗による摩擦抵抗の増
加であり、耐久性に影響を及ぼす。更に、スティック現
象は磁気ヘッドが記録媒体に取着してしまうことであり
、このスティック現象が発生すると、ディスク駆動部の
負荷が大きくなってしまう。

【０００８】このように、浮上量が大きくなると、いわ
ゆるスペースロスが大きくなり、記録再生特性が低下す
る。このため、記録再生特性を高めるためには、浮上量
を可及的に小さくする必要がある。

【０００９】そこで、近時、薄膜磁気ヘッドの形状を更
に小さくすることにより浮上量を低減する技術が提案さ
れており（特開平１−２１７１３号公報）、この提案で
は浮上量を０．２μｍ以下にすることが可能としている
。即ち、スライダの形状を小さくすることによって軽量
化すると、ヘッド−ジンバル系の共振周波数が高くなる
ため、浮上量を０．２μｍ以下と小さくした場合でも、
クラッシュを起こし難くすることができ、耐久性が優れ
た磁気ディスク装置を得ることができるとしている。

【００１０】また、スライダの上面、即ち浮上面１５、
１６の反対側の面を局部的に削除して質量の低下を図り
、これにより浮上量を低減する技術も提案されている（
特開昭６２−８３０７号公報）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の薄膜磁気ヘッドには、以下に示すような欠点が
ある。先ず、特開昭６２−８３０７号公報に示すように
、浮上面の反対側の面を局部的に削除して軽量化を図る
技術においては、スライダの形状が複雑化するという難
点がある。このため、スライダの製造工程において、加
工工数が増加し、製造コストが高くなる。

【００１２】また、特開平１−２１７１３号公報に示す
ように、磁気ヘッドの寸法を小さくして軽量化しようと
すると、実際上、ヘッドの重量が小さくなることによっ
て、揚力動圧が低くなる。このため、ジンバルのバネ圧
も低くする必要がある。しかし、このように揚力動圧及
びバネ圧が小さいと、浮上特性が磁気記録媒体の表面の
状態及び環境の影響を受け易くなり、浮上特性が不安定
になる。このため、安定した記録再生特性を維持するこ
とが困難となり、かえって耐久性が低下してしまうとい
う問題点がある。

【００１３】また、このように小さな形状の磁気ヘッド
を製造するためには、その製造に使用する機械も精密加
工できる複雑なものであることが必要であると共に、機
械加工時には、チッピング等の欠陥も発生し易い。この
ため、製造機械の設備コストが高いと共に、磁気ヘッド
の製造歩留りが低いという欠点がある。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、安定した浮上特性を得ることができると共
に、記録再生特性を向上させることができる薄膜磁気ヘ
ッドを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜磁気ヘ
ッドは、磁気記録媒体に対向する面に、主磁極、補助磁
極及びスライダが設けられ、前記スライダにより空気流
を受けて浮上する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記主磁極
は前記スライダの面及び補助磁極よりも突出しているこ
とを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明においては、スライダ部を含めて磁気ヘ
ッドの形状自体は、安定した浮上特性が得られるような
ものとし、過剰の軽量化は図らない。このため、スライ
ダの面と磁気記録媒体との間は比較的間隔が大きい。し
かしながら、主磁極は前記スライダの面より突出してい
るので、主磁極と磁気記録媒体との間の間隔は短い。こ
のため、記録再生特性を向上させることができる。従っ
て、本発明は良好な特性を確保すると共にスティック減
少を防止するのに十分大きな浮上量を得ることができる
と共に、スペースロスを小さくすることができ、記録再
生特性を向上させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。

【００１８】図１は本発明の実施例に係る薄膜磁気ヘッ
ドを下方から見上げて示す斜視図、図２は同じくその側
面断面図である。スライダ１の長手方向の一端部に補助
磁極５及び電磁変換素子部２が通常ガラス質接着剤で接
合されて一体化されており、これらは実質的に同一の高
さ（厚さ）を有する。これらのスライダ１、補助磁極５
及び電磁変換素子部２はその中央部がその長手方向に沿
って堀込まれており、これによりその幅方向の両側部に
長手方向に延びる１対のスライダ部１１、１２が設けら
れている。各スライダ部１１，１２の長手方向の一端部
には電磁変換素子部２の主磁極４が形成されており、ス
ライダ部１１，１２の長手方向の他端部には空気流の流
入に対する抵抗を軽減するためにテーパー面１３，１４
が設けられている。

【００１９】スライダ１は通常チタン酸バリウム、アル
ミナ、ジルコニア、アルミナ−チタンカーバイト等のセ
ラミック材料で作成するが、軟磁性材料又は磁性材料で
スライダ１を作成することによりスライダ１自体でリタ
ーンパス部を構成するようにすることもできる。このス
ライダ１の下面は磁気ディスクの回転に伴って発生する
空気流を受けてスライダ１を浮上させる浮上面１５，１
６となる。補助磁極５はＮｉ−Ｚｎ合金等で形成された
板状のものである。

【００２０】電磁変換素子部２は、これをスライダ１に
装着した場合にその長手方向の一端部の端面となる面に
、コイル２３を薄膜形成技術により形成し、このコイル
２３に囲まれる主磁極４を同じく薄膜形成技術により形
成して構成されている。なお、コイル２３は同じく薄膜
形成技術によりパターン形成された取り出し電極２１，
２２に接続されている。

【００２１】この電磁変換素子部２はフォトリソグラフ
ィ等の高精度パターン形成技術を駆使して、スライダ１
となるウエハ上に多数の薄膜記録再生素子を形成し、そ
の後、ウエハを切断加工して薄膜記録再生素子を切り出
した後、スライダ部１１、１２等に必要な溝入れ加工を
施し、浮上面１５，１６の研磨加工等を経て製造される
。

【００２２】而して、主磁極４はスライダ部１１，１２
の浮上面１５，１６よりも若干突出して形成されている
。即ち、スライダ部１１，１２の浮上面１５，１６は電
磁変換素子部２の主磁極４以外の部分及び補助磁極５の
下面と面一になっているが、この主磁極４の部分は浮上
面１５，１６よりも突出して形成されていて、磁気記録
装置に装着された場合に、主磁極４と磁気ディスクとの
間隔が浮上面１５，１６と磁気ディスクとの間隔よりも
短くなるようになっている。この主磁極４は底面視で５
角形をなし、空気流入方向に逆らう方向にその鋭角部分
が向いている。これにより、空気の流入に対する抵抗を
軽減するようになっている。

【００２３】スライダ部１１，１２の浮上面１５，１６
には、夫々主磁極４の突出高さと同一の高さで浮上面１
５，１６から突出する各２個の凸部１７が形成されてい
る。この凸部１７は浮上面１５，１６から突出する主磁
極４との間のバランスをとるものである。即ち、この凸
部１７がないと、磁気ディスクの停止時に磁気ヘッドが
磁気ディスクに接触した場合に、磁気ヘッドが磁気ディ
スクに対して傾斜することとなり、ＣＳＳ特性が劣化す
る。これに対し、浮上面１５，１６に凸部１７を設ける
ことにより、磁気ヘッドのバランスが向上し、スティッ
ク現象が防止される。凸部１７は空気流に対する抵抗を
軽減するために、底面視でひし形の形状を有する。この
凸部１７は主磁極４との間のバランスをとるものである
から、その高さは主磁極部と全く同じでなくてもよい。 また、凸部１７の個数は４個に限られるものでなく多数
設けてもよいが、これらの凸部と突出した主磁極部の総
面積はスライダ部１１、１２の下面全体の１／１００以
下であることが好ましい。この面積がこれを超えると、
浮上特性、ＣＳＳ特性及びスティック防止性能が劣化す
る。

【００２４】主磁極４及び凸部１７の浮上面１５，１６
からの突出高さは、０．０１乃至０．２μｍとすること
が好ましい。浮上特性を良好に保持しつつ、記録再生特
性を向上させるためには、主磁極４及び凸部１７の突出
高さは０．０１μｍ以上にすることが必要である。一方
、この突出高さが０．２μｍを超えると、ＣＳＳ特性が
劣化すると共に、クラッシュが発生し易くなる。なお、
この主磁極４及び凸部１７の凸形状は、上記実施例のよ
うに夫々５角形及びひし形のものに限らず、種々変更す
ることが可能である。例えば、流線形にすることにより
、空気流の抵抗を更に一層低減することができる。また
、主磁極４及び凸部１７の形状を球面にすることにより
、始動・停止時に磁気ヘッドが記録媒体に接触したとき
の接触面積を小さくし、記録媒体との間の抵抗を小さく
することができる。

【００２５】このように構成された本実施例の薄膜磁気
ヘッドにおいては、図２に示すように、磁気ヘッドの浮
上特性を決めるスライダ部１１，１２の下面、即ち浮上
面１５，１６は、垂直磁気記録媒体７の表面との間に、
ｈという十分大きな間隔を有する。換言すれば、ＣＳＳ
特性及びスティック現象から制約を受ける磁気ヘッドの
浮上量は十分に大きくとることができる。このため、本
実施例の磁気ヘッドは浮上特性は優れている。従って、
ＣＳＳ特性が優れていると共に、磁気ヘッドのスティッ
クも防止することができる。

【００２６】一方、主磁極４と記録媒体７との間の間隔
Δｈは、前記ｈから主磁極４の突出高さｉを減じたもの
である（即ち、Δｈ＝ｈ−ｉ）。このため、磁気ヘッド
の浮上量が大きい割には、主磁極４と磁気記録媒体７と
の間隔が小さく、スペーシングロスが小さいので、磁気
記録再生特性も優れている。これにより、従来より高密
度の記録再生が可能になる。また、主磁極４と磁気記録
媒体７との間の距離が小さくなるので、限界記録密度Ｄ
５０は大きくなる。なお、この距離が小さくなると、通
常、磁気記録媒体７と主磁極４との間の摩擦抵抗が大き
くなり、ＣＳＳ特性が低下するが、本実施例においては
、磁気ヘッドと磁気記録媒体７との間の接触面積は主磁
極４及び凸部１７のみであるので、摩擦抵抗は小さい。

【００２７】次に、本発明の実施例に係る薄膜磁気ヘッ
ドを実際に製造した場合の性能を浮上量及び主磁極等の
突出高さと比較して説明する。

【００２８】スライダ部１１、１２はチタン酸バリウム
で作成した。主磁極４はパーマロイを使用して薄膜形成
技術により形成した。補助磁極５はＮｉ−Ｚｎ合金で形
成した。この磁気ヘッドの寸法は、長さが４．０ｍｍ、
幅が３．０ｍｍ、高さ（厚さ）が０．８０ｍｍであり、
荷重は９．５ｇｒであった。主磁極４の平面形状は空気
流入側を鋭角にした５角形状をなす。４個の凸部１７は
対角線長が５０μｍ×３５μｍであり、高さが０．０５
μｍである。スライダ部１１，１２の面積は（１．５〜
２）×１０６μｍ２／本である。そして、主磁極４及び
凸部１７の突出高さｉを下記表１に示すように７種類設
定し、浮上高さｈを０．１ｍｍ及び０．２ｍｍに設定し
た。但し、Δｈはｈ−ｉであり、主磁極４と磁気記録媒
体７との間の距離である。

【００２９】このようにして製造した薄膜磁気ヘッドに
ついて、その限界記録密度Ｄ５０を測定し、ＣＳＳ特性
及びスティック現象の有無を調べた。その結果を下記表
１に合わせて示す。但し、ＣＳＳ特性は３０×１０００
回コンタクト・スタート・ストップした後の摩擦係数で
ある。

【００３０】その結果、この表１に示すように、比較例
１のように主磁極部４を突出させない場合には、浮上量
が０．２μｍの場合に限界記録密度Ｄ５０が４０ｋｆＣ
ｉと低く、ＣＳＳ特性を示す摩擦係数は０．５５μと大
きかった。また、比較例２、３のように、浮上量を０．
１μｍ、０．０５μｍと低下させることにより、限界記
録密度Ｄ５０は上昇するが、同時に摩擦係数も上昇し、
耐久性が低下する要因になる。いずれの比較例もスティ
ック現象が発生した。 これに対し、本発明の実施例１〜１１の場合には、限界
記録密度の向上、ＣＳＳ特性の向上及びスティック現象
の防止等、優れた特性が得られた。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主磁極をスライダ部の浮上面から突出して設けたので、
良好なＣＳＳ特性、耐スティック性が向上し、また主磁
極と磁気記録媒体との間隔を十分に小さくすることがで
きるので記録再生特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る薄膜磁気ヘッドを示す斜
視図である。

【図２】同じくその側面断面図である。

【図３】従来の薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。

【符号の説明】

１；スライダ ２；電磁変換素子部 ４；主磁極 ５；補助磁極 ７；垂直磁気記録媒体 １１，１２；スライダ部 １５，１６；浮上面 １７；凸部 ２１，２２；取り出し電極 ２３；コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気記録媒体に対向する面に、主磁極
   、補助磁極及びスライダが設けられ、前記スライダによ
   り空気流を受けて浮上する薄膜磁気ヘッドにおいて、前
   記主磁極は前記スライダの面及び補助磁極よりも突出し
   ていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。