JPH0457205A

JPH0457205A - 垂直磁気記録再生薄膜ヘッド

Info

Publication number: JPH0457205A
Application number: JP16334490A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Wada; 和田　俊朗; Hidenori Mine; 峯　英規; Junji Numazawa; 沼澤　潤二; Naoto Hayashi; 直人林
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Japan Broadcasting Corp; Proterial Ltd
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1992-02-25
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2720097B2

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】利用産業分野この発明は、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、直交配置され
非磁性材を充填する溝部交点直上に成膜積層して、加工
組立後に磁気記録媒体との対向位置となるリターンパス
用磁性部材の形状を、主磁極膜の対向方向及びトラック
輻方向にリターンパス用磁性部材が露出させ、かつリタ
ーンパス用磁性部材を耐摩耗性にすぐれた非磁性材基板
上に積層することにより、出力特性の改善向上と耐摩耗
性の向上を図った垂直磁気記録再生薄膜ヘッドに関する
。

背景技術一般に、垂直磁気記録再生薄膜ヘッド（以下、薄膜磁気
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。

垂直磁気記録再生用薄膜ヘッドは、例えば、第６図に薄
膜ヘッドのトランスジューサ一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。

従来技術の問題点前述した露出する積層端面で記録媒体と対向する構成の
垂直薄膜ヘッドにおいて、第６図（ａ）に示す如く、記
録媒体（３０）に対するリターンパス用磁性部材（１０
）の溝部（２）に充填される非磁性材（３）との境界面
（１２）が主磁極膜（８）と平行になっているため、主
磁極より発生した磁束は主磁極に対向する面にリターン
するのみで、十分な再生出力が得られない問題があった
。

発明者は、薄膜磁気ヘッドの再生出力を一段と向上させ
ることを目的に、発生磁束を効率よくリターンさせるこ
とができるリターンパス用磁性部材について種々検討し
た結果、直交溝部の交点直上部に成膜積層した構成とす
ることにより、発生磁束を主磁極膜の対向方向にリター
ンさせるだけでなく、トラック幅方向にも磁束をリター
ンさせることができ、再生出力を向上、改善されること
を知見し、上記リターンパス用磁性部材に直交溝部を有
する構成の薄膜ヘッドを提案（特願平２−５０２９２号
）した。

しかし、前記提案の薄膜ヘッドは、リターンパス用磁性
部材がＮｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトのソフト
フェライトであるため、硬度が低く、磁気記録媒体との
摺動の際、耐摩耗性の点で問題があった。

そこで、この発明は、かかる現状に鑑み、従来の薄膜磁
気ヘッドの再生出力特性を向上させ、力・つ磁気記録媒
体との耐摩耗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し）る。

発明の概要この発明は、薄膜磁気ヘッドの再生出力を一段と向上さ
せ、かつ耐摩耗性を向上させることを目的に、耐摩耗性
にすぐれかつ発生磁束を効率よくリターンさせることが
できるリターンノ（ス用磁性部材について種々検討した
結果、薄膜ヘッド用の磁性基板を、耐摩耗性にすぐれた
非磁性材基板の上にガラス等を介して磁性部材を積層し
た構成となし、基板上層のリターンパス用磁性部材に直
交溝部を配置して、直交溝部該交点直上部に成膜積層す
ることにより、露出する積層断面の大半が耐摩耗性にす
ぐれた非磁性材となり、耐摩耗性力τ著しく向上し、該
溝構造により発生磁束を主磁極膜の対向方向にリターン
させるだけでなく、トラック幅方向にも磁束をリターン
させることができ、再生出力を向上、改善されることを
知見し、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、リターンパス用磁性部材の一生面に、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、さらに前記主溝部と直交しかつ非磁性材を充填し
た主磁極膜幅より０．５ｐｍ〜５０ｐｍ大きな幅と、深さ２ｐｍ〜１００
陽を有する細溝部を配設し、該主溝部と細溝部の直交溝部の交点直上部に、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
膜が成膜積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と
主磁極膜と接続し、露出する前記積層端面における主磁
極膜近傍にリターンパス用磁性部材を露出させ、磁気記
録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記録再生薄膜
ヘッドにおいて、上記のリターンパス用磁性部材が、耐摩耗性非磁性材基
板上に積層されていることを特徴とする垂直磁気記録再
生薄膜ヘッドである。

発明の構成この発明による薄膜ヘッドは、薄膜を成膜する磁性基板
には、耐摩耗性非磁性材基板上にリターンパス用磁性部
材を積層した磁性基板を用いることを特徴とし、さらに
、磁気記録媒体と対向位置となる摺動面のリターンパス
用磁性部材の形状を、主磁極膜の対向方向のみでなく、
トラック幅方向にも非磁性材を隔てて、磁性部材が形成
されるように配置したことを特徴とする。

すなわち、第２図に示す如き、溝構造積層基板（１）を
用いることにより、この発明の薄膜ヘッドを容易に効率
よく製造することができる。

詳述すると、溝構造積層基板（１）は、ＺｒＯ２系、Ａ
ｌ２Ｏ３系セラミックスなどの耐摩耗性にすぐれた非磁
性材基板（１１）の上に、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ系
フェライト等の磁性材基板（１２）をガラス層（１３）
などを介して積層した構成からなり、磁性材料（１２）
主面に、一定間隔で複数の平底状の主溝部（２）と、こ
れに直交する細溝部（２０）を一定間隔で設け、溝部に
ガラス、５ｉ０２、Ａｌ２Ｏ３、チタン酸バリウム等の
非磁性材（３）を充填しである。

換言すると、主磁極とリターンパス用磁性部材間の漏れ
磁束を防止するための主溝部（２）と、該主溝部（２）
に直交してトラック幅より僅かに大きい（０，５ｐｍ〜
５０ｐｍ）幅を有するギャップ層に相当する細溝部（２
０）を有する溝構造積層基板（１）を用い、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することに
より、記録媒体の摺動面となる非磁性材基板上に積層さ
れたリターンパス用磁性基板形状が、第１図ａに示す如
く、主磁極膜（８）に対して特定寸法、形状を有する細
溝部（２０）を形成する。

このようにして得られた垂直薄膜磁気ヘッドにおいて、
主磁極膜より発生した磁束は主磁極膜の対向方向のみな
らず、トラック幅方向にもリターンし、記録再生特性を
向上させることができる。

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、第２
図、第３図ａ−ｆに基いて説明する。

■第２図に示すごとく、ＺｒＯ２系、Ａｌ２Ｏ３系セラ
ミックスなどの耐摩耗性にすぐれた非磁性材基板（１１
）の上にガラス層（１３）を介して積層した、Ｎｉ−Ｚ
ｎ系またはＭｎ−Ｚｎ系フェライトの磁性材基板（１２
）の主面に、所定間隔で複数の主溝部（２）及び主溝部
（２）に直交する複数の細溝部（２０）を所要パターン
にて配設し、各溝部（２Ｘ２０）ニ、カラス、５ｉ０２
、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、溝構造
積層基板（１）の前記溝部（２Ｘ２ｏ）を設けた磁性材
基板（１２）の主面に、メカノケミカル研摩を施す。

■溝構造積層基板（１）の磁性材基板（１２）の前記研
摩面に、Ａｕ、　Ｃｕ、　Ｃｒ、　ＡＩ等からなる薄膜
導体コイル（４）をスパッタリング法、真空蒸着法にて
形成する。（第３図ａ図）なお、前記磁性部材がＭｎ−２ｎ系フエライトの場合、
薄膜導体コイル形成前に絶縁層を設ける。

■この薄膜導体コイル（４）層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、５ｉ０２、Ａｌ２
Ｏ３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。（第３図す図） ■前記薄膜導体コイル（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、５００Ａ以下に平
坦化する。

■後工程にて被着する厚膜主磁極膜（７）と磁性材基板
（１２）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、イオンエツチング、ケミカル
エツチング等の方法にて形成する。（第３図Ｃ図） ■層間絶縁被膜（５）面及びリターンパス部（６）の基
板部材（１０）面上に、パーマロイ、センダスト等のＦ
ｅ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。（第４図ｄ図） ■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。（第３図ｅ図） ■ヘッド保護膜（９）を積層被着する。（第３図＠）■
その後、主溝部（２）の所要位置及び細溝部（２０）の
所要位置で基板部材（１０）を切断して、所要寸法、形
状に成形することにより、薄膜磁気ヘッドを得る。

すなわち、第２図に示す如く、非磁性材基板（１０１）
の上にガラス層（１０３）を介して磁性材基板（１２）
を積層され、磁気記録媒体に対向する磁性材基板（１０
２）の摺動面形状は主磁極に対して、特定形状の溝部を
有する薄膜磁気ヘッドが得られる。

この発明に用いる溝構造積層基板（１）において、非磁
性材基板（１１）はＺｒＯ２系、Ａｌ２Ｏ３系セラミッ
クスなどの耐摩耗性にすぐれた非磁性材であれば、いず
れの非磁性材でもよい。

また、溝構造積層基板（１）の磁性材基板（１２）に形
成した複数の主溝部（２）は、薄膜ヘッド組立時に厚膜
主磁極膜（７）の先端部からリターンバス部（６）の先
端部までの長さに等しい幅を有し、深さは２□〜１００
戸の寸法を有し、また、前記主溝部（２）に直交する細
溝部（２０）は、主磁極膜幅より０、頷ｍ〜５らｍ、好
ましくは１−〜２釦ｍより大きな輻及び２ｐｍ〜１００
戸の深さを有することが好ましい。

実施例以下、この発明の詳細な説明する。

表面を精密仕上げしたＺｒＯ２系セラミックス基板の上
に、表面を精密仕上げしたＮｉ−Ｚｎ系フェライト基板
を１０μ厚みのはう珪酸系ガラスを介して積層して積層
基板を作製した。

前記積層基板のＮｉ−Ｚｎ系フェライト基板上に、幅０
．２軸皿×深さ０．０３０ｍｍＸ長さ５０ｍｍの溝を複
数本、機械加工で形成する。

また、前記溝部に直交する幅０．０６ｘ深さ０．０３０
ｘ長さ５０ｍｍの溝を複数本、機械加工で形成する。

このようにして得られた溝部に、１戸以上の気泡が１ケ
／□３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。

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、Ｃ
ｏ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。

その後、記録媒体に対向する摺動面のリターンパス用磁
性部材の形状が主磁極膜に対して、特定形状寸法の溝部
を形成するように所要寸法、形状に切断加工し、垂直薄
膜ヘッドを作製した。

また、比較のため、幅０．３×深さ０．０２５ｍｍの従
来のギャップ層を形成する溝にガラスを充填したＮｉ−
Ｚｎ系フェライト基板より上記と同じ方法で垂直薄膜ヘ
ッドを作製した。

このようにして、得られた垂直薄膜ヘッドの特性並びに
摺動耐摩耗性を評価した。

これら、溝形状の異なる２種のヘッドからの再生出力特
性の試験結果を第４図に示す。なお、再生出力特性測定
は自己記録再生により行い、その測定条件は下記の通り
である。

また、摺動耐摩耗性の評価として、下記条件のシューシ
ャインテストを行い、その結果を第５図に示す。

第４図より明らかな如く、本発明ヘッドは再生出力特性
において、非常に良好な特性を示している。

さらに、第５図に明らかな如く、耐摩耗性にすぐれた非
磁性材基板の上に磁性材基板をガラスなどを介して積層
した溝構造積層基板を使用することにより、耐摩耗性が
大幅に向上することが分かる。

匡体ＣｏＣｒ　／　ＮｉＦｅ　　２層膜、垂直保磁力Ｈｃ＝
５０００ｅ、保護膜／カーボンヘッド本発明、従来ともにトラック幅ＴＷ＝５０１１１ｎ相対
速度７．５ｍ／ｓｅｅ回転数１８００ｒｐｍ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０．０２ｐｍ以下、ＭｇＯ回転数
　　　　；　２Ｏｒｐｍ加圧力　　　　；　０．５ｋｇ／ｍｍ２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〜ｌｐｍ回転数　　　　・３０ｒｐｍ加圧力　　　　・０．５ｋｇ／ｍｍ２再生出力波形測定条件ディスク回転数；　１８００ｒｐｍ媒体　　　　　；　Ｃｏ−Ｃｒ　／　Ｎｉ−Ｆｅ記録周
波数　　；　０．５〜２０ＭＨｚ記録電流　　　；　２
０ｍＡｐ−Ｐ相対速度　　　・ｖ＝７．５ｍ／ｓｅｅシューシャイン
テストテストテープ材料；ＣｒＯ２テープテープスピード　・３．２ｍ／ｓｅｅテープ張力　　　　；　２５０ｇｒ

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂ、ｃはこの発明による薄膜磁気ヘッドの正
面説明図、縦断説明図、上面説明図である。第２図はこの発明による磁性基板の斜視説明図ある。第３図ａ−ｆは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。第４図は薄膜磁気ヘッドの再生出力の関係を示すグラフ
である。第５図は薄膜磁気ヘッドのシューシャイン走行回数と摩
耗量との関係を示すグラフである。第６図ａ、ｂは従来の磁性部材を用いた薄膜磁気ヘッド
の正面説明図、縦断説明図である。１・・・溝構造積層基板、１１・・・非磁性材基板、１
２・・・磁性材基板、１３・・・ガラス層、２・・・主
溝部、２０・・・細溝部、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、１ｏ・・・基板部材、１０１
・・・非磁性材基板、１０２・・・磁性材基板、１０３
・・・ガラス層、１１・・・露出面、３ｏ・・・記録媒
体。第２図

Claims

【特許請求の範囲】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、さらに前記主溝部と直交しかつ非磁性材を充填し
た主磁極膜幅より０．５μｍ〜５０μｍ大きな幅と、深さ２μｍ〜１００
μｍを有する細溝部を配設し、該主溝部と細溝部の直交溝部の交点直上部に、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
膜が成膜積層され、かつリターンパス部にて磁性部材と
主磁極膜と接続し、露出する前記積層端面における主磁
極膜近傍にリターンパス用磁性部材を露出させ、磁気記
録媒体と対向させる構成からなる垂直磁気記録再生薄膜
ヘッドにおいて、上記のリターンパス用磁性部材が、耐摩耗性非磁性材基
板上に積層されていることを特徴とする垂直磁気記録再
生薄膜ヘッド。