JPH07129943A - Magnetic head slider and its production - Google Patents

Magnetic head slider and its production

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Publication number
JPH07129943A
JPH07129943A JP27672493A JP27672493A JPH07129943A JP H07129943 A JPH07129943 A JP H07129943A JP 27672493 A JP27672493 A JP 27672493A JP 27672493 A JP27672493 A JP 27672493A JP H07129943 A JPH07129943 A JP H07129943A
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JP
Japan
Prior art keywords
slider
magnetic head
protective film
head slider
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP27672493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Inoue
陽一 井上
Yoshihiro Sato
良広 佐藤
Yoshio Nakagawa
宣雄 中川
Iwao Matsuyama
巖 松山
Shuichi Kojima
修一 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP27672493A priority Critical patent/JPH07129943A/en
Publication of JPH07129943A publication Critical patent/JPH07129943A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the peeling of a protective film by subjecting the surface of the head slider to an ion implantation treatment, thereby optimizing the surface hardness and surface roughness of the magnetic head slider and improving the adhesion property of the protective film. CONSTITUTION:ZrO2 is used as the material of the slider 1 and a magnetic head element 2 for recording and reproducing data is mounted at the rear end of the slider 1. A reforming treatment layer 3 implanted with Ar ions at a prescribed acceleration voltage is formed on the front surface of the slider 1, i.e., the front surface part facing a magnetic disk. The surface roughness of the slider 1 is controlled by the ion implantation after lapping; for example, the center line average height Ra is set at 9nm and the max. height Rmax of the surface roughness is set at 17nm. The slider 3 is finished by lapping to Ra of about 4nm and Rmax of about 30nm, by which the surface is mirror finished. As a result, the surface hardness and surface roughness of the magnetic head slider are optimized and the peeling of the protective film is prevented by applying a lubricant on the protective film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置、フ
ロッピディスク装置、磁気テープ装置(MT)及びVT
R等において、磁気記録変換をする磁気ヘッドスライダ
の表面構造の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk device, a floppy disk device, a magnetic tape device (MT) and a VT.
In R, etc., the present invention relates to the improvement of the surface structure of a magnetic head slider for magnetic recording conversion.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク、フロッピディスク、磁気
テープ等のデータ記録装置はその記録容量の増大ととも
に、そのデータ転送速度の高速化がより一層重要な課題
となってきている。この高速化を実現するのには、記録
媒体と磁気ヘッドとの相対速度の高速化を図っていく必
要がある。しかし、この速度の増大につれて磁気ヘッド
の摩耗が進み易くなり、記録変換部の信頼性が損なわれ
ることがある。また、トライボロジー的観点からも記録
媒体と磁気ヘッド間の摺動性を考慮し、各々の最適化を
図ることは重要な課題である。
2. Description of the Related Art In a data recording device such as a magnetic disk, a floppy disk, a magnetic tape or the like, as the recording capacity increases, increasing the data transfer speed becomes an even more important issue. In order to realize this high speed, it is necessary to increase the relative speed between the recording medium and the magnetic head. However, as the speed increases, the wear of the magnetic head easily progresses, and the reliability of the recording conversion unit may be impaired. Also, from the viewpoint of tribology, it is an important issue to consider the slidability between the recording medium and the magnetic head and optimize each of them.

【0003】従来技術としては、磁気特性を考慮しなが
らスライダ表面の材質や形状の最適化を図るため、特開
平3−120610号公報に開示されているように、ス
ライダの表面に炭素等の保護膜を用いる手法、もしくは
特開平4−364217号公報に開示されているよう
に、スライダの表面保護膜をCVD、イオンビームデポ
ジションまたはプラズマ蒸着を用いて形成する手法が知
られている。
In the prior art, in order to optimize the material and shape of the slider surface in consideration of the magnetic characteristics, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-120610, the surface of the slider is protected from carbon or the like. There is known a method using a film, or a method of forming a surface protection film of a slider by using CVD, ion beam deposition or plasma vapor deposition as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-364217.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
記録媒体である磁気ディスクとスライダとの記録スペー
シングは0.2乃至0.1ミクロンとなってきており、磁
気ディスクの剥離損傷を押さえるには、スライダ表面の
材料と形状が重要な因子となってきた。これらに対応す
るためには、スライダの表面コーティング膜の開発、あ
るいはその形状形成法を解決することが重要な課題とな
っている。
However, the recording spacing between the magnetic disk, which is a recording medium in recent years, and the slider is 0.2 to 0.1 micron, and it is necessary to suppress the peeling damage of the magnetic disk. The material and shape of the slider surface have become important factors. In order to deal with these problems, it is an important subject to develop a surface coating film for a slider or to solve its shape forming method.

【0005】ヘッドスライダ側に要求される性質として
は、硬度よりも面粗さを制御することにある。すなわ
ち、この硬度が高過ぎるとディスク媒体に与える摺動損
傷が大きくなってしまうため、むしろ接触時の面圧を下
げるようなヘッドスライダ形状制御が重要となる。この
点に関して、上記従来技術ではスライダ表面の硬度を上
げることのみが先行し、ヘッドスライダの形状制御すな
わち面粗さを制御することについての配慮が十分ではな
かった。
The property required on the head slider side is to control the surface roughness rather than the hardness. That is, if the hardness is too high, sliding damage given to the disk medium becomes large, so that it is important to control the head slider shape so as to lower the surface pressure at the time of contact. With respect to this point, in the above-mentioned prior art, only increasing the hardness of the slider surface precedes, and consideration of the shape control of the head slider, that is, the control of the surface roughness is not sufficient.

【0006】本発明の目的は、スライダ表面の硬度と面
粗さとをバランス良く向上させ、これにより、スライダ
の摺動性能の向上を図った磁気ヘッドスライダ及びその
製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a magnetic head slider and a method of manufacturing the same in which the hardness and the surface roughness of the slider surface are improved in a well-balanced manner, thereby improving the sliding performance of the slider.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スライダの一側に磁気ヘッド素子が取り
付けられた磁気ヘッドスライダにおいて、前記スライダ
表面のうち記録媒体と対向する表面にイオン注入処理を
施した改質処理層が形成されていることを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic head slider having a magnetic head element attached to one side of the slider, wherein the surface of the slider facing the recording medium is It is characterized in that a modified treatment layer that has been subjected to ion implantation treatment is formed.

【0008】また、本発明は、スライダの一側に磁気ヘ
ッド素子が取り付けられた磁気ヘッドスライダにおい
て、前記スライダ表面のうち記録媒体と対向する表面に
保護膜が密着され、前記保護膜全体と該保護膜密着面近
傍の前記スライダ表面にイオン注入処理を施した改質処
理層が形成されていることを特徴とするものである。
Further, according to the present invention, in a magnetic head slider having a magnetic head element attached to one side of the slider, a protective film is adhered to a surface of the slider surface facing the recording medium, and the entire protective film and the protective film are attached. It is characterized in that a modification treatment layer subjected to an ion implantation treatment is formed on the slider surface in the vicinity of the protective film adhesion surface.

【0009】また、本発明は、上記の各磁気ヘッドスラ
イダを磁気記録装置に搭載したものである。
Further, according to the present invention, each of the above magnetic head sliders is mounted on a magnetic recording device.

【0010】さらに、本発明の磁気ヘッドスライダの製
造方法は、一側に磁気ヘッド素子が取り付けられたスラ
イダを100〜500℃に加熱するとともに、前記スラ
イダ表面のうち記録媒体と対向する表面に1×1015
1×1019ions/cm2の範囲の原子量をイオン注入し
て、前記スライダの記録媒体側表面に改質処理層を形成
することである。
Further, according to the method of manufacturing a magnetic head slider of the present invention, the slider having the magnetic head element mounted on one side is heated to 100 to 500 ° C., and one of the slider surfaces facing the recording medium is heated. × 10 15 ~
The modification treatment layer is formed on the surface of the slider on the recording medium side by ion implantation with an atomic weight in the range of 1 × 10 19 ions / cm 2 .

【0011】また、本発明の磁気ヘッドスライダの製造
方法は、一側に磁気ヘッド素子が取り付けられたスライ
ダに対して、そのスライダ表面のうち記録媒体と対向す
る表面に保護膜を密着させ、次にそのスライダを100
〜500℃に加熱するとともに、前記保護膜表面に1×
1015〜1×1019ions/cm2の範囲の原子量をイオン
注入して、前記保護膜全体と該保護膜密着面近傍の前記
スライダ表面に改質処理層を形成することである。
According to the method of manufacturing a magnetic head slider of the present invention, a protective film is adhered to a surface of the slider having a magnetic head element attached to one side thereof, the surface facing the recording medium. The slider to 100
While heating to ~ 500 ℃, 1 × on the surface of the protective film
An atomic weight in the range of 10 15 to 1 × 10 19 ions / cm 2 is ion-implanted to form a modification treatment layer on the entire protective film and the slider surface near the protective film contact surface.

【0012】[0012]

【作用】磁気ヘッドスライダ表面が平滑過ぎるとヘッド
とディスク間の凝着力により摩擦力が大きくなり、また
粗過ぎるとヘッド浮上の障害となってしまう。そこで、
突起高さの頂上が揃っていて、適度な粗さが導入されて
いるようなスライダ面が理想とされる。すなわち、磁気
ヘッドスライダ表面を制御された面粗さに形成すること
がより重要となってきた。
If the surface of the magnetic head slider is too smooth, the frictional force will increase due to the adhesive force between the head and the disk, and if it is too rough, it will hinder the flying of the head. Therefore,
An ideal slider surface is one in which the tops of the protrusions are even and the appropriate roughness is introduced. That is, it has become more important to form the surface of the magnetic head slider to have a controlled surface roughness.

【0013】通常行われているラッピング平面研磨工程
では機械的な研磨であるためランダムな面粗さとなるの
に対し、非常に高いエネルギを持ったイオン衝撃により
形成される表面形状は原子レベルの衝突による形状変化
であるため、均一に制御された表面形状となる。そして
これによって、スライダの摺動特性を向上させることが
可能となる。
In the lapping plane polishing process that is usually performed, mechanical polishing results in random surface roughness, whereas the surface shape formed by ion bombardment with very high energy causes collision at the atomic level. Since the shape is changed due to, the surface shape is uniformly controlled. This makes it possible to improve the sliding characteristics of the slider.

【0014】すなわち、上記構成のように、スライダ表
面のうち記録媒体と対向する側にイオン注入処理を施し
た改質処理層を形成すると、スライダ表面または保護膜
表面が適度な面粗さを持つようになり、しかも形成され
た面粗さの特徴として数nmレベルの突起に低減でき
る。これにより、ディスク側の局部的な突起先端部とヘ
ッドスライダとが接触した時、そこに生じる面圧を低く
することができ、スライダ側の保護膜の剥離等の損傷の
程度を低減することが可能となる。
That is, when the modification treatment layer which is subjected to the ion implantation treatment is formed on the side of the slider surface facing the recording medium as in the above structure, the slider surface or the protective film surface has an appropriate surface roughness. In addition, as a feature of the formed surface roughness, the protrusion can be reduced to a level of several nm. This makes it possible to reduce the surface pressure generated when the head portion of the local protrusion on the disk side comes into contact with the head slider, and reduce the degree of damage such as peeling of the protective film on the slider side. It will be possible.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。 (第1実施例)図1〜図4は本発明の第1実施例を示し
ており、図1は磁気ヘッドスライダの膜構成を示す断面
図、図2はイオン注入時の加速電圧とヘッド面粗さの関
係を示した線図、図3は磁気ヘッドスライダの摺動試験
結果の線図、図4はスライダ内部の深さ方向の元素分析
結果を示した線図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view showing a film structure of a magnetic head slider, and FIG. 2 is an acceleration voltage at the time of ion implantation and a head surface. FIG. 3 is a diagram showing a relation of roughness, FIG. 3 is a diagram showing a sliding test result of the magnetic head slider, and FIG. 4 is a diagram showing a result of elemental analysis in a depth direction inside the slider.

【0016】図1において、スライダ1の材質としては
ZrO2が用いられており、このスライダ1の後端部
(図で右側)にはデータを記録再生するための磁気ヘッ
ド素子2が取り付けられている。スライダ1の表面、す
なわち記録媒体である磁気ディスクに対向する表面部に
は、Arイオンを加速電圧10kVで注入した改質処理
層3が形成されている。改質処理層3は磁気ヘッド2の
記録媒体側表層部にも形成されている。また、改質処理
層3はスライダ1表面にのみ形成し、磁気ヘッド2には
形成しないようにしてもよい。なお、イオンの注入量は
試料面積当り1×1015ions/cm2である。
In FIG. 1, ZrO 2 is used as the material of the slider 1, and a magnetic head element 2 for recording / reproducing data is attached to the rear end portion (right side in the figure) of the slider 1. There is. On the surface of the slider 1, that is, the surface portion facing the magnetic disk as a recording medium, a modification treatment layer 3 in which Ar ions are implanted at an acceleration voltage of 10 kV is formed. The modified layer 3 is also formed on the surface layer of the magnetic head 2 on the recording medium side. The modification treatment layer 3 may be formed only on the surface of the slider 1 and not on the magnetic head 2. The ion implantation amount is 1 × 10 15 ions / cm 2 per sample area.

【0017】このスライダ1の表面は、ラップ仕上げの
後にイオン注入により表面粗さが制御され、中心線平均
粗さRaは9nmに、面粗さの最大高さRmaxは17
nmに設定されている。ここで、中心線平均粗さRaと
は断面曲線の中心線から測定曲線までの偏差の絶対値の
平均を意味する粗さ表示パラメータであり、最大高さR
maxとは断面曲線のうち最も高い山頂から最も低い谷
底までの高さを意味する値である。
The surface roughness of the slider 1 is controlled by ion implantation after lapping, the center line average roughness Ra is 9 nm, and the maximum surface roughness height Rmax is 17 nm.
is set to nm. Here, the centerline average roughness Ra is a roughness display parameter that means an average of absolute values of deviations from the centerline of the sectional curve to the measurement curve, and the maximum height R
max is a value that means the height from the highest peak to the lowest valley bottom of the sectional curve.

【0018】次に、改質処理層3を有する磁気ヘッドス
ライダの製造方法について説明する。スライダ1は予め
機械加工され所定の形状に形成されている。そのスライ
ダ1をラップ仕上げにより、Raを約4nmにRmax
を約30nmにして、表面を鏡面仕上げする。このよう
な機械研磨ではRaは小さくなるが、ランダムな面粗さ
であるため、摺動性能の向上に重要なRmaxを低減す
ることができない。そこで、スライダ1の表面のうち記
録媒体と対向する表面にイオン注入することにより、数
原子レベルの形状制御を行う。
Next, a method of manufacturing the magnetic head slider having the modified layer 3 will be described. The slider 1 is machined in advance and formed into a predetermined shape. Ra of the slider 1 to about 4 nm by lapping Rmax
Is about 30 nm, and the surface is mirror-finished. Although Ra is reduced by such mechanical polishing, Rmax, which is important for improving sliding performance, cannot be reduced because the surface roughness is random. Therefore, by implanting ions into the surface of the slider 1 facing the recording medium, shape control on the level of several atoms is performed.

【0019】ここで、本実施例による効果を明らかにす
るために、以下に示すような実験を行った。ラップ仕上
げの面に対してイオンの注入量は試料面積あたり1×1
17ions/cm2と一定条件下において、加速電圧を変化
させてイオン注入処理したスライダ表面の面粗さを測定
した。その結果を図2に示す。図中の横軸は加速電圧
を、縦軸は面粗さ(最大面粗さRmax、中心線平均粗
さRa)を表している。この結果から言えることは、イ
オンを注入することによりRmaxを低減することがで
きるのみななず、逆にRaは注入により大きくなる。加
速電圧10〜20kVでRaは極大をとり、その前後で
は低下する傾向をとる。この様子を走査型トンネル顕微
鏡で観察すると、初期状態あるいは加速電圧5kVでは
殆ど変化は見られなかったが、加速電圧が10,15,
20kvあたりで粗さが大きくなることが分かった。
Here, in order to clarify the effect of this embodiment, the following experiment was conducted. Ion implantation amount is 1 × 1 per sample area for lapping surface
Under a constant condition of 0 17 ions / cm 2 , the surface roughness of the slider surface subjected to the ion implantation treatment was measured by changing the acceleration voltage. The result is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the acceleration voltage, and the vertical axis represents the surface roughness (maximum surface roughness Rmax, center line average roughness Ra). From this result, it is not only possible to reduce Rmax by implanting ions, but Ra becomes larger by implantation. Ra has a maximum at an accelerating voltage of 10 to 20 kV, and tends to decrease before and after that. Observation of this state with a scanning tunneling microscope showed almost no change in the initial state or at an acceleration voltage of 5 kV, but the acceleration voltage was 10, 15,
It was found that the roughness increased at around 20 kv.

【0020】本実施例の場合、イオン注入処理すると最
大高さRmaxは17nm程度に小さくなるのに対し、
Raは逆に9nmへと少し大きくなっている。これは、
平均的な粗さは大きくしたにもかかわらず、それらの山
と谷の大きさがそろっており、均一性が大幅に向上した
面となったことを意味している。
In the case of this embodiment, the maximum height Rmax is reduced to about 17 nm by the ion implantation process, whereas
On the contrary, Ra is slightly increased to 9 nm. this is,
Even though the average roughness was increased, the sizes of the peaks and valleys were the same, which means that the uniformity was greatly improved.

【0021】次に、この処理表面層を持つヘッドスライ
ダの耐摺動性を評価するため、摺動ドラッグ試験を実施
した。スパッタカーボン保護膜上にパーフルオロポリエ
ーテル系潤滑剤を塗布した磁気ディスク円板を用い、回
転速度5m/秒で回転させ、ヘッドはウインチェスター
形磁気ヘッドスライダを用いて荷重80mNで押し付
け、その時の摩擦力変化を測定した。その結果を図3に
示す。横軸は回転総数を、縦軸は摩擦力を示している。
イオン未注入のヘッドの場合、摺動回数とともに摩擦力
が上昇し、ドラッグ摺動回数10000回後のヘッド摩
擦力は130mNにもなる。それに対し加速電圧5,2
0,50kVの場合では回転数2000回までは若干の
上昇はあるものの、その後は一定しており、摺動回数1
0000回後のヘッド摩擦力は50mN以下と小さく、
イオン注入による効果が顕著であることが分かる。しか
し加速電圧を50kVより大きくして、60kVあるい
は70kVとすると、摩擦力は摺動回数と共に増加する
傾向になってしまいイオン注入の効果がない。
Next, a sliding drag test was conducted to evaluate the sliding resistance of the head slider having this treated surface layer. Using a magnetic disk disk coated with a perfluoropolyether lubricant on the sputtered carbon protective film and rotating at a rotation speed of 5 m / sec, the head is pressed with a load of 80 mN using a Winchester type magnetic head slider, and friction at that time The force change was measured. The result is shown in FIG. The horizontal axis represents the total number of rotations, and the vertical axis represents the frictional force.
In the case of a head not implanted with ions, the frictional force increases with the number of slides, and the head frictional force after the number of drag slides 10,000 times reaches 130 mN. On the other hand, acceleration voltage 5, 2
In the case of 0,50 kV, there was a slight increase up to 2000 rpm, but after that it remained constant and the number of sliding times was 1
The head frictional force after 0000 times is as small as 50 mN or less,
It can be seen that the effect of ion implantation is remarkable. However, when the accelerating voltage is set higher than 50 kV to 60 kV or 70 kV, the frictional force tends to increase with the number of times of sliding, and the ion implantation effect is not obtained.

【0022】以上の結果より、加速電圧5〜50kVの
領域で摩擦力が小さいのは図2の面粗さに直接関係して
おり、粗さ4.5nmの以上の粗さ領域に対応してい
る。このことより、良好な摺動特性を示すのは加速電圧
5〜50kVであり、この領域は面粗さRaに相関があ
ることが分かる。この摩擦力はスライダ面の剥離を主と
する損傷に起因している。
From the above results, the fact that the frictional force is small in the region of accelerating voltage of 5 to 50 kV is directly related to the surface roughness of FIG. 2, and corresponds to the roughness region of roughness 4.5 nm or more. There is. From this, it can be seen that the acceleration voltage is 5 to 50 kV, which shows good sliding characteristics, and this region has a correlation with the surface roughness Ra. This frictional force is caused by damage mainly due to peeling of the slider surface.

【0023】次に、ヘッドスライダに注入した元素の内
部分布を明らかにするために、オージェ電子分光法によ
り測定した。その結果を図4に示す。注入したArは表
面から13nmで最大濃度を示していた。本実施例では
注入イオンとしてArを用いているが、H、N、Ne、
O、B、Si、Cr、Ti、Hf、Mo、Wのいずれか
を用いた場合、その最大濃度を示す深さは、2〜40n
mと異なるが、摺動特性に対しては同様の効果がある。
Next, in order to clarify the internal distribution of the element injected into the head slider, it was measured by Auger electron spectroscopy. The result is shown in FIG. The injected Ar had a maximum concentration of 13 nm from the surface. Although Ar is used as the implantation ions in this embodiment, H, N, Ne,
When any one of O, B, Si, Cr, Ti, Hf, Mo, and W is used, the depth showing the maximum concentration is 2 to 40 n.
Although different from m, it has the same effect on sliding characteristics.

【0024】以上のように、本実施例によれば、磁気ヘ
ッドスライダの表面形状の適正化により、磁気ヘッドス
ライダの破損が生じにくくなり、摺動性能の向上に効果
がある。
As described above, according to this embodiment, by optimizing the surface shape of the magnetic head slider, the magnetic head slider is less likely to be damaged, and the sliding performance is improved.

【0025】(第2実施例)図5は、本発明の第2実施
例を示している。本実施例では、MnZnスライダ4の
表面層にRFスパッタリングでSiO2保護膜5を厚さ
10nm形成しておき、これにNイオンを加速電圧5k
Vで注入した。この時の断面形状を図5に示す。すなわ
ち、保護膜5とスライダ4の記録媒体側表層部とが改質
処理層6となったものである。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a SiO 2 protective film 5 having a thickness of 10 nm is formed on the surface layer of the MnZn slider 4 by RF sputtering, and N ions are applied to the SiO 2 protective film 5 at an acceleration voltage of 5 k.
Injected at V. The cross-sectional shape at this time is shown in FIG. That is, the protective film 5 and the surface layer of the slider 4 on the recording medium side are the modified layer 6.

【0026】本実施例の磁気ヘッドスライダの摺動特性
について評価を行った。それによると、ドラッグ回転数
10000回後のヘッド摩擦力は45mNと小さく、イ
オン注入による効果が顕著であることが見出された。本
実施例の別の効果としては、SiO2保護膜5を用いて
いるため、水分の吸湿性も低く耐食信頼性向上の効果も
ある。スライダの材質はMnZnであるが、ZrO2
NiZn、Al23−TiC、CaTiO3の場合でも
同様の効果が認められた。
The sliding characteristics of the magnetic head slider of this example were evaluated. According to this, it was found that the head frictional force after drag rotation of 10,000 times was as small as 45 mN, and the effect of ion implantation was remarkable. As another effect of the present embodiment, since the SiO 2 protective film 5 is used, it has a low hygroscopicity of water and an effect of improving the corrosion resistance reliability. The material of the slider is MnZn, but ZrO 2 ,
Similar effects were observed in the case of NiZn, Al 2 O 3 —TiC, and CaTiO 3 .

【0027】(第3実施例)図6は、本発明の第3実施
例を示している。本実施例の磁気ヘッドスライダは、A
23−TiCバルク材料からなるスライダ7と、その
後端部には磁気抵抗効果による磁気ヘッド(MR型磁気
ヘッド)12が取り付けられている。そしてスライダ7
表面のうち記録媒体に対向する面には、SiO2保護膜
8、C保護膜9、Si保護膜10の順に積層された3層
構造の保護膜が形成されている。SiO2保護膜8、C
保護膜9、Si保護膜10のそれぞれ厚さは10nm、
20nm、10nmである。
(Third Embodiment) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. The magnetic head slider of the present embodiment is A
A slider 7 made of l 2 O 3 —TiC bulk material and a magnetic head (MR type magnetic head) 12 by a magnetoresistive effect are attached to the rear end portion. And slider 7
A protective film having a three-layer structure in which a SiO 2 protective film 8, a C protective film 9, and a Si protective film 10 are laminated in this order is formed on the surface of the surface facing the recording medium. SiO 2 protective film 8, C
The thickness of each of the protective film 9 and the Si protective film 10 is 10 nm,
20 nm and 10 nm.

【0028】この3層の保護膜が形成されたスライダ表
面に、Nイオンを加速電圧40kVで、注入量1×10
19ions/cm2で打ち込んだ。さらに磁気ヘッドスライダ
を仕込み室内で約200度に加熱し、それをイオン注入
量1×1019ions/cm2で処理した。その結果、ドラッ
グ回転数10000回後のヘッド摩擦力は35mNであ
り非常に小さく、イオン注入による効果が顕著であるこ
とが見出された。さらに、これら複数の薄膜の場合、注
入原子による原子衝突拡散より、密着性も非常に向上す
る効果もある。さらには、MR型磁気ヘッドの場合、ヘ
ッド−ディスク間の放電によりヘッド素子の破壊が問題
となる場合があるが、本実施例のように3層構造の保護
膜とすることにより、絶縁性を高め、磁気ヘッドの放電
破壊に対する効果もある。
On the surface of the slider on which the three-layer protective film is formed, N ions are implanted at an acceleration voltage of 40 kV and an implantation amount of 1 × 10.
Implanted at 19 ions / cm 2 . Further, the magnetic head slider was heated to about 200 ° C. in the charging chamber and treated with an ion implantation amount of 1 × 10 19 ions / cm 2 . As a result, it was found that the head frictional force after drag rotation of 10,000 times was 35 mN, which was very small, and the effect of ion implantation was remarkable. Further, in the case of these plural thin films, there is also an effect that the adhesiveness is significantly improved as compared with the atom collision diffusion by the injected atoms. Further, in the case of the MR type magnetic head, the breakdown of the head element may be a problem due to the discharge between the head and the disk. It also has an effect on the discharge breakdown of the magnetic head.

【0029】(第4実施例)図4は本発明の第4実施例
であり、上記各実施例で示した磁気ヘッドスライダを搭
載した磁気ディスク装置を示している。磁気記録される
円板状の磁気ディスク13はスピンドルにより高速回転
しており、その上にデータ記録する磁気ヘッド14は支
持バネ体16の先端に取り付けられ、任意の半径上に位
置決めできるようなボイスコイルモータ15により駆動
できるように構成されている。イオン注入によって改質
された磁気ヘッドスライダの表層は、磁気ディスクに対
向する磁気ヘッド14の下面に形成されており、この面
が磁気ディスク13に対して非常な良好な摺動特性を示
すので、磁気ディスク装置の信頼性向上のみならず、ヘ
ッドの極低浮上化が可能となるので高記録密度化が実現
できる効果がある。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention, and shows a magnetic disk device equipped with the magnetic head slider shown in each of the above embodiments. A disk-shaped magnetic disk 13 for magnetic recording is rotated at a high speed by a spindle, and a magnetic head 14 for recording data thereon is attached to the tip of a support spring body 16 and can be positioned on an arbitrary radius. It is configured so that it can be driven by the coil motor 15. The surface layer of the magnetic head slider modified by ion implantation is formed on the lower surface of the magnetic head 14 facing the magnetic disk, and this surface exhibits very good sliding characteristics with respect to the magnetic disk 13. Not only is the reliability of the magnetic disk device improved, but the flying height of the head can be made extremely low, so that there is an effect that a high recording density can be realized.

【0030】なお、上記各実施例で示した磁気ヘッドス
ライダは、磁気ディスク装置だけでなく、フロッピディ
スク装置、磁気テープ装置およびVTR等にも搭載可能
である。
The magnetic head slider shown in each of the above embodiments can be mounted not only on the magnetic disk device but also on a floppy disk device, a magnetic tape device, a VTR and the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気ヘッドスライダの表面をイオン注入処理したので、
磁気ヘッドスライダ表面の硬度と面粗さの最適化を図る
ことができ、記録媒体に対する摺動性能を向上させるこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention,
Since the surface of the magnetic head slider was ion-implanted,
The hardness and surface roughness of the magnetic head slider surface can be optimized, and the sliding performance with respect to the recording medium can be improved.

【0032】また、イオン注入により保護膜の硬度と面
粗さも最適化することができ、これによって保護膜の密
着性が向上して、保護膜の剥離防止を図ることもでき
る。
Also, the hardness and surface roughness of the protective film can be optimized by ion implantation, whereby the adhesion of the protective film can be improved and the protective film can be prevented from peeling.

【0033】さらに、本発明の磁気ヘッドスライダを磁
気記録装置に搭載すれば、磁気記録装置の信頼性が向上
するとともに、磁気記録装置のより一層の高記録密度化
を実現できる。
Further, if the magnetic head slider of the present invention is mounted on a magnetic recording device, the reliability of the magnetic recording device can be improved and a higher recording density of the magnetic recording device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例による磁気ヘッドスライダ
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic head slider according to a first embodiment of the present invention.

【図2】イオン注入時の加速電圧とヘッド面粗さとの関
係を示した線図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an acceleration voltage at the time of ion implantation and head surface roughness.

【図3】磁気ヘッドスライダの摺動試験結果の線図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a sliding test result of a magnetic head slider.

【図4】磁気ヘッドスライダ内部の組成分布図である。FIG. 4 is a composition distribution diagram inside a magnetic head slider.

【図5】本発明の第2実施例による磁気ヘッドスライダ
の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a magnetic head slider according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3実施例による磁気ヘッドスライダ
の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a magnetic head slider according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の磁気ヘッドスライダを搭載した磁気デ
ィスク装置の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a magnetic disk device equipped with a magnetic head slider of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,4,7 スライダ 2 磁気ヘッド素子 3,6,11 改質処理層 5 保護膜 8 SiO2保護膜 9 C保護膜 10 Si保護膜 12 MR型磁気ヘッド 13 磁気ディスク 14 磁気ヘッド 15 ボイスコイルモータ 16 支持バネ1, 4, 7 Slider 2 Magnetic head element 3, 6, 11 Modification treatment layer 5 Protective film 8 SiO 2 protective film 9 C protective film 10 Si protective film 12 MR type magnetic head 13 Magnetic disk 14 Magnetic head 15 Voice coil motor 16 Support spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 巖 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 小島 修一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Iwa Matsuyama 2880 Kokufu, Odawara, Kanagawa Stock Company Hitachi Storage Systems Division (72) Inventor Shuichi Kojima 2880, Kokuzu, Odawara, Kanagawa Hitachi Storage Co., Ltd. System Division

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スライダの一側に磁気ヘッド素子が取り
付けられた磁気ヘッドスライダにおいて、前記スライダ
表面のうち記録媒体と対向する表面にイオン注入処理を
施した改質処理層が形成されていることを特徴とする磁
気ヘッドスライダ。
1. A magnetic head slider having a magnetic head element attached to one side of the slider, wherein a surface of the slider facing the recording medium is provided with an ion-implanted modification layer. A magnetic head slider characterized by.
【請求項2】 スライダの一側に磁気ヘッド素子が取り
付けられた磁気ヘッドスライダにおいて、前記スライダ
表面のうち記録媒体と対向する表面に保護膜が密着さ
れ、前記保護膜全体と該保護膜密着面近傍の前記スライ
ダ表面にイオン注入処理を施した改質処理層が形成され
ていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
2. A magnetic head slider having a magnetic head element attached to one side of a slider, wherein a protective film is adhered to a surface of the slider surface facing a recording medium, and the entire protective film and the protective film adhered surface. A magnetic head slider, characterized in that a modified treatment layer subjected to an ion implantation treatment is formed on a surface of the slider in the vicinity thereof.
【請求項3】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記改質処理層は、前記磁気ヘッド素子の
記録媒体側表層部にも形成されていることを特徴とする
磁気ヘッドスライダ。
3. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the modification treatment layer is also formed on a surface layer portion of the magnetic head element on the recording medium side.
【請求項4】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記改質処理層は、加速電圧5〜50kV
条件でイオン注入された層であることを特徴とする磁気
ヘッドスライダ。
4. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the modification treatment layer has an acceleration voltage of 5 to 50 kV.
A magnetic head slider, which is a layer ion-implanted under the conditions.
【請求項5】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記改質処理層にイオン注入される元素
は、N、H、Ar、Ne、O、B、Si、Cr、Ti、
Hf、Mo、Wのいずれかであることを特徴とする磁気
ヘッドスライダ。
5. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the elements to be ion-implanted into the modified layer are N, H, Ar, Ne, O, B, Si, Cr, Ti,
A magnetic head slider characterized by being one of Hf, Mo, and W.
【請求項6】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記イオン注入により導入された元素の深
さ分布は、前記スライダ表面又は前記保護膜表面より2
nm〜40nmの深層部に最高値を有する分布であるこ
とを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
6. The magnetic head slider according to claim 1 or 2, wherein the depth distribution of the element introduced by the ion implantation is 2 from the slider surface or the protective film surface.
A magnetic head slider having a distribution having a maximum value in a deep layer of nm to 40 nm.
【請求項7】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記スライダは、MnZn、NiZn、A
23−TiC、CaTiO3、ZrO2のいずれかで構
成されていることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
7. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the slider is MnZn, NiZn, A.
A magnetic head slider comprising any one of 1 2 O 3 —TiC, CaTiO 3 , and ZrO 2 .
【請求項8】 請求項1又は2記載の磁気ヘッドスライ
ダにおいて、前記保護膜は、SiO2、C、Si、BN
のいずれかで構成された1層構造、もしくはSiO2
C、Si、BNのうちの複数種類が積層された積層構造
であることを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
8. The magnetic head slider according to claim 1 or 2, wherein the protective film is SiO 2 , C, Si, BN.
1-layer structure composed of either or SiO 2,,
A magnetic head slider having a laminated structure in which a plurality of types of C, Si and BN are laminated.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の磁気ヘ
ッドスライダを搭載した磁気記録装置。
9. A magnetic recording device equipped with the magnetic head slider according to claim 1.
【請求項10】 一側に磁気ヘッド素子が取り付けられ
たスライダを100〜500℃に加熱するとともに、前
記スライダ表面のうち記録媒体と対向する表面に1×1
15〜1×1019ions/cm2の範囲の原子量をイオン注
入して、前記スライダの記録媒体側表面に改質処理層を
形成する磁気ヘッドスライダの製造方法。
10. A slider having a magnetic head element attached to one side is heated to 100 to 500 ° C., and 1 × 1 is formed on the surface of the slider facing the recording medium.
A method of manufacturing a magnetic head slider, which comprises implanting an atomic weight in the range of 0 15 to 1 × 10 19 ions / cm 2 to form a modified treatment layer on the recording medium side surface of the slider.
【請求項11】 一側に磁気ヘッド素子が取り付けられ
たスライダに対して、そのスライダ表面のうち記録媒体
と対向する表面に保護膜を密着させ、次にそのスライダ
を100〜500℃に加熱するとともに、前記保護膜表
面に1×1015〜1×1019ions/cm2の範囲の原子量
をイオン注入して、前記保護膜全体と該保護膜密着面近
傍の前記スライダ表面に改質処理層を形成する磁気ヘッ
ドスライダの製造方法。
11. A slider having a magnetic head element attached to one side thereof, a protective film is adhered to a surface of the slider facing the recording medium, and then the slider is heated to 100 to 500.degree. At the same time, an atomic weight of 1 × 10 15 to 1 × 10 19 ions / cm 2 is ion-implanted into the surface of the protective film, and a modification treatment layer is formed on the entire surface of the protective film and the slider surface near the protective film adhesion surface. Of manufacturing a magnetic head slider for forming a magnetic field.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5820980A (en) * 1996-03-08 1998-10-13 Minebea Co., Ltd. Magnetic head
JP4947838B2 (en) * 1999-05-11 2012-06-06 グリーンリーフ テクノロジー コーポレイション Ceramic substrate processing method and improved thin film magnetic recording head

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