JPH05274639A - 非磁性基板材および浮上式磁気ヘッド - Google Patents

非磁性基板材および浮上式磁気ヘッド

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JPH05274639A
JPH05274639A JP4223683A JP22368392A JPH05274639A JP H05274639 A JPH05274639 A JP H05274639A JP 4223683 A JP4223683 A JP 4223683A JP 22368392 A JP22368392 A JP 22368392A JP H05274639 A JPH05274639 A JP H05274639A
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JP
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magnetic
magnetic head
substrate material
slider
disk
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JP4223683A
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Kunio Kanai
邦夫 金井
Tadashi Yamaguchi
正 山口
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Hitachi Metals Ltd
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    • G11B5/10Structure or manufacture of housings or shields for heads
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、高密度記録の磁気ディスク装置に使用
される浮上式磁気ヘッドのCSS特性を向上する。 【構成】 wt%で、TiO2:45〜60%、Ba
O:5〜20%、CaO:20〜35%の組成物に、A
23:0.5〜3%含有し、更に、ZnO、または、
SnO2の少なくとも何れか一方を3〜16%(ただ
し、ZnO+SnO2≦16%)含有する非磁性基板材
とその非磁性基板材でスライダ−12を構成した浮上式
磁気ヘッド11。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波、高密度記録の
磁気ディスク装置に使用される、浮上式磁気ヘッドのス
ライダ−に使用される非磁性基板材、及び、それを用い
た浮上式コンポジット型磁気ヘッド(以下、「コンポジッ
ト型ヘッド」と記すことがある。)と浮上式薄膜磁気ヘ
ッド(以下、「薄膜ヘッド」と記すことがある。)に関す
る。
【0002】
【従来の技術】3.5インチや2.5インチ以下の高密
度、小型磁気ディスク装置に使用される浮上式磁気ヘッ
ドには、図1に示す現在主流のコンポジット型と、更に
高密度化が進むにつれて増加する傾向にある図2に示す
薄膜型とがある。図1において、11はコンポジット型
の浮上式磁気ヘッド、12はセラミックス等の非磁性材
料で構成したスライダ−である。磁気ヘッドコア13は
エアベアリング16に形成されたスリット14にモ−ル
ドガラス15により固定保持されている。図4は磁気ヘ
ッドコア31を示す斜視図である。その磁気ヘッドコア
は一対のコア片32,33の磁気ギャップ37の対向面
に軟磁性合金薄膜35,37がスパッタリング等により
成膜され、ガラス34により接合補強されている。上記
磁気ヘッドコアには通常熱膨張係数が110×10-7
℃前後のMn−Zn単結晶フェライトが用いられるが、
磁気ヘッドコアをスライダ−のスリットに組み込んでガ
ラスで固定する際に、スライダ−と磁気ヘッドコアの熱
膨張係数に大きな差があるとガラスにクラックが発生し
やすくなる。そのために、磁気ヘッドコアとスライダ−
の熱膨張係数を近似させる必要がある。こうしたコンポ
ジット型のスライダ−に適する非磁性基板の一つに、先
に本発明者等が特開平2−243562号公報に開示し
たTiO2−BaO−CaO系の組成物に、Al23
NiO,SrO,MgO,Y23,WO,MoO3,I
23,ZrO2のうちの少なくとも1種以上を含有さ
せた非磁性基板材がある。 この非磁性基板材は、熱膨
張係数も115×10-7/℃前後でMn−Znフェライ
トに近く、Al23等の添加物により結晶粒が微細化さ
れ結晶粒間の空孔も少なく、均一化され、加工性が良く
チッピングの発生の少ない、優れた非磁性基板材であ
る。図2は薄膜型磁気ヘッドの一例を示す斜視図であ
る。20は磁気ヘッドであり、21はエアベアリング、
22は電磁変換部、23はスライダ−である。電磁変換
部は、通常非磁性のスライダ−端面にAl23膜を形成
しその上に、リソグラフィ薄膜技術により、アモルファ
ス等の薄膜が成膜される。このために製作上、使用上か
ら熱膨張係数を適正な関係にする必要があり、スライダ
−材にはアルミナ・炭化チタン(ATC)を主原料にし
た基板材料が一般的に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置にお
いては、近年の高密度記録化に対応するために、磁気記
録媒体としてのハードディスクは、メッキ法、スパッタ
法を使用して、磁性体をディスク基板に密着させたハー
ドディスクが使用されている。上記のメッキ法及びスパ
ッタ法で作られたディスク表面は、従来の塗布型のもの
に比べて面精度がよく仕上げられており、かつ潤滑材を
オーバーコートしているため、従来あまり問題となって
いなかったヘッドとディスク面とで生じるスティッキン
グ現象が問題となってきている。つまり、磁気記録媒体
との対向面の面精度が高くなると、静止しているディス
クの表面とヘッドのディスク対向面とが粘着(スティッ
ク)するという現象が現われる。そして、このヘッドと
ディスク間の粘着力が過度に強くなると、ディスクを回
転させるモ−タのトルクを越えてしまい装置が動作しに
くくなる。また、同時にCSS(コンタクト.スター
ト.エンド.ストップ)動作に対する寿命が短くなる。
特に、浮上高さが0.1μm以下が要求される小型磁気
ディスクではより大きな問題となってきている。
【0004】このCSS特性の向上の為に磁気ディスク
の面からも種々検討がなされており、磁気ディスクはテ
クスチャ−と呼ばれる加工がされる。このティクスチャ
−は図3にHIPOSS(触針式微細形状測定器)で測
定したディスク半径方向の粗さ曲線を示すように、ディ
スク基板上に、平均面粗さ10nm前後で、山と谷のピ
ッチが100〜200nmの無数の凹凸付けをする加工
であり、その後Cr等の下地膜を成膜し、その上にスパ
ッタリング等によりCo−Cr−Ta等の金属磁性薄膜
を形成し、更にカ−ボン等の保護膜を付けたものが一般
的に使用されるようになってきた。このテクスチャ−に
よる凹凸により、磁気ヘッドのエアベアリング面との接
触面積を小さくし、粘着力を適正なものにすることがで
きる。一方、コンポジット型ヘッドのスライダ−に用い
られるTiO2−BaO−CaO系の組成物に、Al2
3,NiO,SrO,MgO,Y23,WO,MoO3
In23,ZrO2うちの少なくとも1種以上を含有す
る非磁性基板材は、熱膨張係数や加工性等はスライダ−
に適した材料である。しかしながら、ビッカ−ス硬度が
850Kg/mm2前後とテクスチャ−加工されたディスクに
対しては硬度が高く、磁気ヘッドが浮上、着陸時に保護
膜と摺動して、テクスチャ−加工によるディスクの凹凸
の凸部を局部的に損耗し易い。また、薄膜ヘッドのスラ
イダ−を構成する基板に用いられるアルミナ・炭化チタ
ンは炭化チタンが活性であるため、記録媒体であるディ
スクの潤滑材と問題が生じたり、ビッカ−ス硬度が2,
000Kg/mm2程度と更に硬いために、TiO2−BaO
−CaO系非磁性基板材以上にディスクとの相性の面で
問題があり、加工性においても問題がある材料である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は先に開示し
たTiO2−BaO−CaO系の組成物に対する添加物
を更に検討し、従来の加工性、熱膨張特性に優れた非磁
性基板材の特性を損なうこと無く、硬度をより適正のも
のとすることにより、特にテクスチャ−加工された磁気
デイスクとの間でのCSS特性に優れた浮上式磁気ヘッ
ドとそのスライダ−を構成する非磁性基板材とを提供す
るものである。本発明の非磁性基板材は、wt%で、T
iO2:45〜60%、BaO:5〜20%、CaO:
20〜35%の組成物に、Al23:0.5〜3%含有
し、更に、ZnOまたはSnO2の少なくとも一方を3
〜16%(ただし、ZnO+SnO2≦16%)含有させ
て、ビッカ−ス硬度を適度な800Kg/mm2以下にして、
スライダ−として用いたときのCSS特性を向上させた
ものである。更に、その非磁性基板にNiO,SrO,
MgO,Y23,WO,MoO3,In23,ZrO2
ちの少なくとも1種以上を、wt%で0.01〜6%含
有させたものも、スライダ−として良好なCSS特性を
示す。このような非磁性基板材でスライダ−構成した浮
上式の薄膜ヘッドやコンポジット型ヘッドは、特に小
型、高密度で磁気ヘッドの浮上高さが0.1μm以下が
要求される磁気ディスク装置に適したものとなる。本発
明のTiO2−BaO−CaO系の組成物は、wt%で
TiO2:45〜60%、CaO:20〜35%の範囲
外では焼結性が不安定になり、また、BaOが5%未満
では加工性が悪くなり、20%を越えると焼結性が不安
定になるので、それぞれ前記の範囲とした。特に添加物
のAl23はTiO2,BaO,CaOと化合物を作っ
て結晶粒を微細化し、粒子間の空孔を少なくして非磁性
基板材を均質化するのに効果があるが重量%で0.5%
未満ではその効果がなく、3%を越えるとCSS特性が
悪くなるため適切でない。ZnOまたはSnO2は焼結
性向上のAl23の補助添加物であり、また、硬度を適
度なものにするために添加含有させるが、3%未満では
その効果がなく、16%を越えると焼結性が悪くなり粒
子間の空孔が増すため適切でない。NiO,SrO,M
gO,Y23,WO,MoO3,In23,ZrO2等も
焼結性向上、熱膨張係数の適正化に効果があるが、Al
23との含有率との関係から、0.01%未満ではその
効果がなく6%を越えると焼結性が悪くなるため好まし
くない。また、Al23等の添加物の合計はTiO2
BaO−CaO系の組成物の硬度、熱膨張係数、焼結性
等の特性を維持するために22%を越えないのが望まし
い。
【0006】
【作用】本発明の非磁性基板材は結晶粒が微細化され空
孔率も小さく均質化されているので、加工時のチッピン
グの発生も少ない。また、スライダ−として磁気ディス
クと摺動する際の粒子の脱落も少なく、硬度も適正な硬
さであり、磁気ディスクのテクスチャ−加工された凹凸
の凹部や凸部を局部的に損傷すること少ない。
【0007】
【実施例】
(実施例1)以下、実施例を参照しながら本発明につい
てさらに説明する。主成分の原料のTiO2,BaO,
CaOにAl23,ZnO,SnO2,NiO,Sr
O,MgO,Y23,WO,MoO3,In23,Zr
2を添加含有して湿式混合を行ない、1,000〜
1,200℃の温度で仮焼した。ついで、この仮焼した
ものを湿式で微粉砕した後、造粒し60×30×13
(mm)の寸法に成形した。次に、この成形体を1,2
30〜1,300℃の温度で焼成し、これを熱間静水圧
プレスした後に大気中で熱処理をして非磁性基板材を得
た。主成分の組成と添加物の含有量と硬度の関係を表1
に示す。
【表1】 表1より本発明の非磁性基板材は硬度が望ましい800
Kg/mm2以下であり、CSS特性の良好なスライダ−の基
板材に適していることが判る。比較例の非磁性基板材
は、ZnO2、または、SnO2が3%以下のために、Z
rO2等を含んでいても800kg/mm2以下には硬度は下
がらない。
【0008】(実施例2)実施例1で用いた非磁性基板
を加工してスライダ−を製作した。次に厚さ2μmのF
e−Al−Si系金属磁性膜を、凹断面形状と平板状の
一対のMn−Zn単結晶フェライト基板の磁気ギャップ
対向面上に形成した。この凹断面形状と平板状のMn−
Zn単結晶フェライト基板のギャップ予定部にSiO2
をスパッタにより成膜した。この後、基板同士をガラス
(PbO-SiO2-Al23-B23-BaO-Na2
系)で溶着した。次いで、この溶着体を切断して、ラッ
プし、トラック幅を規制する切欠き加工を行い、図4に
示す磁気ヘッドコアとした。この磁気ヘッドコアを先に
製作したスライダ−のスリットに装着し、モ−ルドガラ
ス(PbO−SiO2−Al23−B23系)を用い、
530℃で固着後、記録媒体対向面等の仕上げ加工を行
ない、図1に示す高さ0.65mm、長さ3mm幅2.5mm
のコンポジット型の浮上式磁気ヘッドを作製した。この
ようにして作製した浮上式磁気ヘッドを用いてCSS特
性試験を行なった。CSS特性試験は、デイスクは3.
5インチハ−ドディスク(基板:アルミニウム、下地:
Cr、磁性膜:Co−Cr−Taスパッタ膜)、周速
9.4m/secの条件でおこなった。評価は静止した
磁気ディスク上に磁気ヘッドをジンバルで約9.5g−
fの力で押しつけておき、磁気ディスク回転を開始する
のに要する力(トルク)を測定して、これを摩擦係数に
換算しておこなった。摩擦係数は、1.0以下、より好
ましくは0.7以下が望ましい。図6は本発明の非磁性
基板材と従来の非磁性基板材をスライダ−に用いた浮上
式磁気ヘッドのCSS特性の比較を示す図である。本発
明の非磁性基板材の実施例2,5,7でスライダ−を構
成した浮上式磁気ヘッドA,B,Cはいずれも、CSS
回数が50,000回を越えてもその摩擦係数は0.7
以下である。しかし、本発明外の比較例1,2,3の非
磁性基板材を用いた浮上式磁気ヘッドa,b,c,は5
0,000回で好ましい範囲の0.7を越えてしまい、
特にビッカ-ス硬度が930(kg/mm2)と高い非磁性基板
材3を用いたaは20,000回で0.7をこえてしま
う。cは硬度が905の非磁性基板材をもちいたもので
あるが、約40,000回での摩擦係数は1.5以上と
なり、本発明の非磁性基板材はCSS特性を向上するこ
とが明白である。図5は本発明のコンポジット型の浮上
式磁気ヘッドに用いられる積層型の磁気ヘッドコア41
を示す斜視図である。軟磁性合金薄膜と絶縁膜との積層
膜44が非磁性基板43,43’で挾持されたコア半体
と、同様に構成されたコア半体と積層方向にギャップ規
制膜45を介して接合され、ガラス46で補強されてい
る。この積層型の磁気ヘッドコアを用いたコンポジット
型の浮上式磁気ヘッドや、薄膜ヘッドに関しても、本発
明の非磁性基板材をスライダ−に使用して、同様の特性
試験を行なったが良好な結果が得られた。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、特に、小型高密度記録
の磁気ディスク装置に用いられる、低浮上の磁気ヘッド
のCSS特性を改善し、誤動作が少なくなり信頼性を向
上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非磁性基板材でスライダ−を構成した
コンポジット型の浮上式磁気ヘッドを示す斜視図であ
る。
【図2】本発明の非磁性基板材でスライダ−を構成した
薄膜型の浮上式磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図3】HIPOSS(触針式微細形状測定器)で測定
したディスク半径方向の粗さ曲線を示す図である。
【図4】本発明のコンポジット型浮上式磁気ヘッドに用
いる磁気ヘッドコアを示す斜視図である。
【図5】本発明のコンポジット型浮上式磁気ヘッドに用
いる積層型の磁気ヘッドコアを示す斜視図である。
【図6】本発明の浮上式磁気ヘッドと比較例の浮上式磁
気ヘッドのCSS特性の比較を示す図である。
【符号の説明】
11 コンポジット型浮上式磁気ヘッド 12 スライダ− 13 磁気ヘッドコア 14 スリット 15 モ−ルドガラス 16 エアベアリング 20 薄膜型磁気ヘッド 21 エアベアリング 22 電磁変換部 23 スライダ− 24 傾斜部 31 磁気ヘッドコア 32 コア片 33 コア片 34 補強ガラス 35 軟磁性合金薄膜 36 軟磁性合金薄膜 37 磁気ギャップ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 wt%で、TiO2:45〜60%、B
    aO:5〜20%、CaO:20〜35%の組成物に、
    Al23:0.5〜3%含有し、 更に、ZnO、または、SnO2の少なくとも何れか一
    方を3〜16%(ただし、ZnO+SnO2≦16%)
    含有する非磁性基板材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の非磁性基板材は、更にN
    iO,SrO,MgO,Y23,WO,MoO3,In2
    3,ZrO2うちの少なくとも1種以上を、wt%で
    0.01〜6%(ただし、その合計が6%以下)含有する
    非磁性基板材。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の非磁性基板材を
    スライダ−に用いた浮上式コンポジット型磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項1または2記載の非磁性基板材を
    スライダ−に用いた浮上式薄膜磁気ヘッド。
JP4223683A 1992-01-28 1992-08-24 非磁性基板材および浮上式磁気ヘッド Pending JPH05274639A (ja)

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JP1268392 1992-01-28
JP4-12683 1992-01-28

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US5296312A (en) 1994-03-22

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