JPH04307408A - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッド - 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】この発明は、電算機用、テープ用
、映像記録用などの垂直磁気記録再生薄膜ヘッドの改良
に係り、記録媒体との対向摺動面の形状寸法を薄膜ヘッ
ド外形寸法に対して、小さく、且つ特定の面粗度するこ
とにより、記録媒体とのエンベロープ特性を向上させる
ことにより出力特性の改善向上を図った垂直磁気記録再
生薄膜ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（
以下、薄膜ヘッドという）は、磁気回路が微小であるこ
と、高透磁率、高飽和磁束密度の磁性薄膜を用いるとい
う点で、磁気記録の高密度化に適しており、半導体テク
ノロジーに基づく製造プロセスで製造されるため、高精
度の磁気ヘッドを低コストで製造可能であり、今後、垂
直磁気ヘッドの主流となるものと考えられる。

【０００３】薄膜ヘッドには、記録、再生用ヘッドとし
て用いられるインダクティブヘッド、再生ヘッドとして
用いられる磁気抵抗効果型ヘッド等がある。例えば、図
９に薄膜ヘッドのトランスデューサー部の媒体対向面及
び縦断側面説明図を示す如く、ソフトフェライト等の磁
性部材１０と、これにギャップ層となる非磁性材３と薄
膜導体コイル４と絶縁層５を介して配設するパーマロイ
、センダスト、あるいはＣｏ系アモルファス等からなり
、該主磁極膜の記録時の磁気飽和を防ぐための厚膜磁性
膜７と主磁極膜８とヘッド保護膜９からなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】薄膜ヘッドにおいて、
記録媒体との対向摺動面は耐磨耗性がよく、その面粗度
が良好であることが求められる。しかし、従来は図８に
示す如く、薄膜ヘッドの幅Ｌが０．８ｍｍ、高さＨが２
．２ｍｍの断面寸法のものにおいては、対向摺動面の断
面寸法は幅ｌが０．１ｍｍ（Ｌ×１２．５％）、高さｈ
が０．３ｍｍ（Ｈ×１３．６％）、面粗度Ｒａ＝１００
Åであった。

【０００５】従来の薄膜ヘッドは摺動面の断面寸法が大
きいため、記録媒体と安定した浮上ないし接触が得られ
ず、また粗度が粗いために記録媒体媒体を傷つけて、十
分なる再生出力が得られない問題があった。

【０００６】この発明は、かかる現状に鑑み、再生出力
特性の向上させた薄膜ヘッド、すなわち、対向摺動面の
面積を小さくし、かつ面粗度を良好にすることにより、
記録媒体との安定した浮上ないし接触を得ることができ
再生出力特性の向上を図った垂直磁気記録再生薄膜ヘッ
ドの提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、リターンパ
ス用磁性部材の一主面に、磁気記録媒体に対向する摺動
面に平行な主溝部を有し、該溝に非磁性材を充填し、前
記非磁性材主面に少なくとも薄膜導体コイル、層間絶縁
膜、主磁極膜、ヘッド保護膜が積層され、かつリターン
パス部にて磁性部材と主磁極膜と接続してなる幅Ｌ、高
さＨからなる垂直磁気記録再生薄膜ヘッドにおいて、リ
ターンパス用磁性部材、主溝部内に充填の非磁性材、層
間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護膜の積層膜からなる露
出端面が幅ｌ＝Ｌ×（３〜１０％）、高さｈ＝Ｈ×（２
〜１０％）のなる断面寸法を有し、面粗度Ｒａ＝５０Å
以下の記録媒体の対向摺動面であることを特徴とする垂
直磁気記録再薄膜ヘッドである。

【０００８】

【作用】この発明は、薄膜ヘッドの再生出力を一段と向
上させることを目的に、記録媒体との対向摺動面の断面
寸法及び面粗度について種々検討した結果、これらを所
要寸法、面粗度とすることにより、記録媒体との追従性
、再生出力の向上等が改善されることを知見してこの発
明を完成した。

【０００９】この発明の薄膜ヘッドは図１に示すように
、磁気記録媒体との対向位置の摺動面の断面寸法幅ｌ、
高さｈをヘッド断面の幅Ｌ、高さＨに対して、ｌ＝Ｌ×
（３〜１０％）、ｈ＝Ｈ×（２〜１０％）とし、面粗度
Ｒａ＝５０Å以下からなる摺動面であることを特徴とす
る。

【００１０】この発明において、露出端面幅ｌがヘッド
断面幅Ｌの３％未満、露出端面高さｈがヘッド断面Ｈの
２％未満の場合は摺動面の程度、耐摩耗性が低下して好
ましくなく、またｌがＬの１０％を越えるとリターンパ
ス用磁性部材の厚みが大となり、出力特性を低下するの
で好ましくなく、ｈがＨの１０％を越えると摩擦係数が
大となり摺動特性が低下するので好ましくない。また、
面粗度が５０Åを越えると記録媒体を傷つける恐れがあ
る。

【００１１】この発明による薄膜ヘッドは、図２に示す
如く、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等の磁性
材料からなり、その一主面に一定間隔で複数の平底ある
いは階段状の主溝部２を一定間隔で設け、溝部にガラス
、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、チタン酸バリウム等の非磁性
材３を充填した溝構造磁性基板１を用いることにより、
容易に効率よく製造することができる。

【００１２】一連の薄膜ヘッド製造プロセスにより垂直
薄膜ヘッド化し、記録媒体との対向摺動面を図１に示す
如く、特定の断面寸法及び面粗度を有するように形成す
る。このようにして得られた薄膜ヘッドにおいて記録媒
体に対して安定した浮上ないし、記録媒体との安定した
接触が得られ、記録再生特性を向上させることができる
。

【００１３】製造方法 この発明による薄膜磁気ヘッドを製造する工程を、図３
、図４に基づいて説明する。図２に示す如く、Ｎｉ−Ｚ
ｎ系またはＭｎ−Ｚｎ系フェライトの磁性基板１の一主
面に、所定間隔で複数の主溝部２を所要パターンにて配
設し、各溝部２に、ガラス、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、チ
タン酸バリウム等の非磁性材３を溶着法、スパッタリン
グ法にて充填し、その後磁性基板１の前記溝部２を設け
た主面に、メカノケミカル研摩を施す。

【００１４】図３のＡに示す如く、磁性基板１の前記研
摩面に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ等からなる薄膜導体コ
イル層４をスパッタリング法、真空蒸着法にて形成する
。なお、前記基板１の磁性部材がＭｎ−Ｚｎ系フェライ
トの場合、薄膜導体コイル形成前に絶縁層を設ける。

【００１５】図３のＢに示す如く、この薄膜導体コイル
層４と後に被着する厚膜主磁極膜７との電気的絶縁のた
めに、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の無機酸化膜あるいはポ
リイミド等の有機膜からなる層間絶縁被膜５を形成する
。

【００１６】前記薄膜導体コイル層４による層間絶縁被
膜５の凹凸面を除去するため、ダイヤモンド研摩等の精
密研摩あるいはエッチバック法を施して、５００Å以下
に平坦化する。

【００１７】図３のＣに示す如く、後工程にて被着する
厚膜主磁極膜７と基板１の磁性部材を接続するためのリ
ターンパス部６を、前記層間絶縁被膜５に、イオンエッ
チング、ケミカルエッチング等の方法にて形成する。

【００１８】図４のＡに示す如く、層間絶縁被膜５面及
びリターンパス部６の磁性基板１面上に、パーマロイ、
センダスト等のＦｅ系合金あるいはアモルファス等から
なる厚膜主磁極膜７をスパッタリング法、蒸着法、めっ
き法等にて被着形成し、パターン化する。

【００１９】図４のＢに示す如く、その後、前記厚膜主
磁極膜７上に主磁極膜８をスパッタリング法、蒸着法、
めっき法等にて被着形成し、パターン化する。

【００２０】図４のＣに示す如く、ヘッド保護膜９を積
層被着する。

【００２１】その後、磁性基板１を主溝部２の所要位置
で切断して、摺動面となる面を研摩して、面粗度５０Å
以下にした後、研削加工により所要寸法、形状に成形し
て、磁気記録媒体との対向位置の摺動面の断面寸法幅ｌ
、高さｈをヘッド断面の幅Ｌ、高さＨに対して、ｌ＝Ｌ
×（３〜１０％）、ｈ＝Ｈ×（２〜１０％）とし、面粗
度Ｒａ＝５０Å以下からなる特定形状寸法の摺動面を有
する薄膜ヘッドが得られる。

【００２２】

【実施例】表面を精密仕上げしたＮｉ−Ｚｎフェライト
基板上に、幅０．１５ｍｍ×深さ０．０２５ｍｍ×長さ
５０ｍｍの溝を複数本、機械加工で形成する。得られた
溝部に、５μｍ以上の気泡が１ケ／ｍｍ３以下の状態で
Ａｌ２Ｏ３を充填した後、前記主面にメカノケミカル研
摩を施し、前記研摩面上に、薄膜導体コイル用Ｃｕ膜を
スパッタリングにて形成し、所定形状のパターン化する
。

【００２３】その後、電気的絶縁のための層間絶縁被膜
として、ポリイミド系樹脂も用いて被膜した後、エッチ
バック法を用いて、表面を平坦化した。その後、Ｃｏ系
アモルファスからなる厚膜主磁極膜をスパッタリング法
にて被着形成パターン化し、さらに、Ｃｏ系アモルファ
スからなる薄膜主磁極膜をスパッタリング法にて被着形
成パターン化し、さらにＡｌ２Ｏ３からなるヘッド保護
膜を積層被着した。

【００２４】さらに、磁性基板を主溝部の所要位置で切
断して、摺動面となる面を研摩して、面粗度５０Å以下
にした後、研削加工により所要寸法、形状に成形して、
磁気記録媒体との対向位置の摺動面の断面寸法幅ｌ、高
さｈをヘッド断面の幅Ｌ、高さＨに対して、ｌ＝０．０
６ｍｍ（Ｌ×７％）、ｈ＝０．１ｍｍ（Ｈ×４％）を有
する薄膜ヘッドを作成した。

【００２５】また、比較のため幅ｌ＝０．１ｍｍ（Ｌ×
１１．７％）、高さｈ＝０．３ｍｍ（Ｈ×１２％）の従
来の薄膜ヘッドを作製した。

【００２６】このようにして、得られた薄膜ヘッドの特
性を評価した。薄膜ヘッドと媒体との追従性（ＭＯＤ）
を示す結果を図５、図６に示す。図５は幅ｌとＭＯＤの
関係、図６は高さｈとＭＯＤの関係を示す。なおＭＯＤ
は、エンペロップ波形（記録媒体から再生した一周当た
りのヘッド出力の変化）にて、次式で表される。ＭＯＤ
＝２０ｌｏｇＢ／Ａ　　（Ａ；最大出力振幅、Ｂ；最小
出力振幅）また、これら摺動面形状の異なる２種のヘッ
ドからの再生出力特性の試験結果を図７に示す。

【００２７】図５、図６、図７より明らかな如く、この
発明による薄膜ヘッドは、媒体との追従性及び再生出力
特性において、非常に良好な特性を示していることが分
かる。

【００２８】記録媒体など試験条件、研摩条件は下記の
とおりである。記録媒体ＣｏＣｒ　　／　　ＮｉＦｅ　
　２層膜、垂直保磁力Ｈｃ＝５００Ｏｅ、 保護膜／カーボン ヘッド　　本発明、従来ともにトラック幅ＴＷ＝９μｍ
相対速度　　７．５ｍ／ｓｅｃ 回転数　　１８００ｒｐｍ

【００２９】メカノケミカル研摩条件 加工機　　１５インチＭＣＰ盤、ポリッシャー　　不織
布、パウダー　　粒度０．０２μｍ　　以下、ＭｇＯ、
回転数　　２０ｒｐｍ 加圧力　　０．５ｋｇ／ｍｍ２

【００３０】ダイヤモンド研摩条件 加工機　　１５インチ片面ラップ盤、ポリッシャー　　
Ｓｎ盤 ダイヤモンド　　粒度０．５〜１μｍ、回転数　　３０
ｒｐｍ 加圧力　　０．５ｋｇ／ｍｍ２

【００３１】再生出力波形測定条件 ディスク回転数　　１８００ｒｐｍ、媒体　　Ｃｏ−Ｃ
ｒ　　／　　Ｎｉ−Ｆｅ 記録周波数　　０．５〜２０ＭＨｚ、記録電流　　２０
ｍＡｐ−Ｐ 相対速度　　ｖ＝７．５ｍ／ｓｅｃ

【００３２】

【発明の効果】この発明は、この発明の薄膜ヘッドは、
磁気記録媒体との対向位置の摺動面の断面寸法幅ｌ、高
さｈをヘッド断面の幅Ｌ、高さＨに対して、ｌ＝Ｌ×（
３〜１０％）、ｈ＝Ｈ×（２〜１０％）とし、面粗度Ｒ
ａ＝５０Å以下からなる摺動面となしたことにより、実
施例に示す如く、記録媒体との追従性が極めて良好にな
り、また再生出力特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による薄膜ヘッドの斜視説明図である
。

【図２】この発明による磁性基板の斜視説明図である。

【図３】この発明による薄膜磁気ヘッドの製造工程を示
す説明図である。

【図４】この発明による薄膜磁気ヘッドの製造工程を示
す説明図である。

【図５】幅ｌとＭＯＤの関係を示すグラフである。

【図６】高さｈとＭＯＤの関係を示すグラフである。

【図７】薄膜ヘッドの再生出力の関係を示すグラフであ
る。

【図８】従来の薄膜ヘッドの斜視説明図である。

【図９】従来の薄膜ヘッドの説明図であり、Ａは正面説
明図、Ｂは縦断説明図である。

【符号の説明】

１　　磁性基板 ２　　溝部 ３　　非磁性材 ４　　薄膜導体コイル ５　　層間絶縁被膜 ６　　リターンパス部 ７　　厚膜主磁極膜 ８　　主磁極膜 ９　　ヘッド保護膜 １０　　磁性部材 １１　　記録媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　リターンパス用磁性部材の一主面に、
   磁気記録媒体に対向する摺動面に平行な主溝部を有し、
   該溝に非磁性材を充填し、前記非磁性材主面に少なくと
   も薄膜導体コイル、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッド保護
   膜が積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と主磁
   極膜と接続してなる幅Ｌ、高さＨからなる垂直磁気記録
   再生薄膜ヘッドにおいて、リターンパス用磁性部材、主
   溝部内に充填の非磁性材、層間絶縁膜、主磁極膜、ヘッ
   ド保護膜の積層膜からなる露出端面が幅ｌ＝Ｌ×（３〜
   １０％）、高さｈ＝Ｈ×（２〜１０％）のなる断面寸法
   を有し、面粗度Ｒａ＝５０Å以下の記録媒体の対向摺動
   面であることを特徴とする垂直磁気記録再薄膜ヘッド。