JPH07153031A - 耐摩耗エンドキャップ付き空気浮上式薄膜磁気ヘッド - Google Patents
耐摩耗エンドキャップ付き空気浮上式薄膜磁気ヘッドInfo
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- JPH07153031A JPH07153031A JP6223706A JP22370694A JPH07153031A JP H07153031 A JPH07153031 A JP H07153031A JP 6223706 A JP6223706 A JP 6223706A JP 22370694 A JP22370694 A JP 22370694A JP H07153031 A JPH07153031 A JP H07153031A
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3103—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
- G11B5/3106—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing where the integrated or assembled structure comprises means for conditioning against physical detrimental influence, e.g. wear, contamination
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
- G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気浮上式薄膜磁気ヘッドのスライダの耐摩
耗性を向上させる。 【構成】 スライダ10のエンドキャップ30を複数の
層32a、32b、32c、32dを含む積層構造とす
る。積層部は、複数の異なる材料の層を交互に平行面に
積層して形成され、各層は、スライダの熱膨張率との差
が±1.5×10-6/Kの範囲にある熱膨張率を持つ材
料から選ばれた元素単体または化合物である。
耗性を向上させる。 【構成】 スライダ10のエンドキャップ30を複数の
層32a、32b、32c、32dを含む積層構造とす
る。積層部は、複数の異なる材料の層を交互に平行面に
積層して形成され、各層は、スライダの熱膨張率との差
が±1.5×10-6/Kの範囲にある熱膨張率を持つ材
料から選ばれた元素単体または化合物である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空気浮上式薄膜磁気
ヘッドに関し、特にこの種の磁気ヘッド用の耐摩耗エン
ドキャップに関する。
ヘッドに関し、特にこの種の磁気ヘッド用の耐摩耗エン
ドキャップに関する。
【0002】
【従来の技術】空気浮上式(エアベアリング式)薄膜磁
気記録ヘッドは、情報を記憶するディスクドライブに広
範に使用されている。空気浮上式薄膜磁気記録ヘッド
は、典型的には、空気浮上スライダと、スライダの一端
の上にデポジットされた磁気変換器とを備えて成ってい
る。変換器は、変換ギャップを定義する間隔をあけた第
一および第二のポールピース層を有する磁気ヨークと、
磁性層の間に導電性のコイル構造体とを有して形成され
ている。ディスクドライブは、一般には、その上にデー
タが記憶される一以上の磁気ディスクを備えている。デ
ィスクドライブの作動中は、磁気ディスクが回転するに
つれてトラックへおよびトラックからデータをやりとり
するように、ディスク面と関連する空気浮上式薄膜磁気
ヘッドがディスク面上の複数の同心円状の記録トラック
の内の選択されたトラックに位置定めされる。データト
ラック密度およびトラックに沿ったインチ当たりビット
は、スライダの空気浮上面にある薄膜磁気ヘッドがいか
に接近してディスク面上を浮上走行できるかに直接関連
する。浮上高さと摩耗のいろいろな兼ね合いを最適化す
るために、技術上各種の空気浮上スライダの形態が提案
されている。ある摩耗は、非常に低い浮上高さにおい
て、磁気ヘッド側と磁気ディスク面側に生じる。という
のは、ディスクは、顕微鏡で検査すると、スライダの後
端とディスク面の接触を生じ得る山谷のある表面形状を
しているからである。
気記録ヘッドは、情報を記憶するディスクドライブに広
範に使用されている。空気浮上式薄膜磁気記録ヘッド
は、典型的には、空気浮上スライダと、スライダの一端
の上にデポジットされた磁気変換器とを備えて成ってい
る。変換器は、変換ギャップを定義する間隔をあけた第
一および第二のポールピース層を有する磁気ヨークと、
磁性層の間に導電性のコイル構造体とを有して形成され
ている。ディスクドライブは、一般には、その上にデー
タが記憶される一以上の磁気ディスクを備えている。デ
ィスクドライブの作動中は、磁気ディスクが回転するに
つれてトラックへおよびトラックからデータをやりとり
するように、ディスク面と関連する空気浮上式薄膜磁気
ヘッドがディスク面上の複数の同心円状の記録トラック
の内の選択されたトラックに位置定めされる。データト
ラック密度およびトラックに沿ったインチ当たりビット
は、スライダの空気浮上面にある薄膜磁気ヘッドがいか
に接近してディスク面上を浮上走行できるかに直接関連
する。浮上高さと摩耗のいろいろな兼ね合いを最適化す
るために、技術上各種の空気浮上スライダの形態が提案
されている。ある摩耗は、非常に低い浮上高さにおい
て、磁気ヘッド側と磁気ディスク面側に生じる。という
のは、ディスクは、顕微鏡で検査すると、スライダの後
端とディスク面の接触を生じ得る山谷のある表面形状を
しているからである。
【0003】ヘッドスライダの終端は、スライダがディ
スクに近接して位置するとき、ディスクの記録面に垂直
である。製造プロセス中に変換器を物理的損傷から保護
するために、薄膜変換器構造体の上を覆ってエンドキャ
ップがデポジットされる。スライダ部材は、例えば、酸
化アルミニウム/チタンカーバイドまたはシリコンカー
バイドのいずれかでできている。スライダ部材上にデポ
ジットされた多層型変換器は、アルミナなどの絶縁材料
のベース層、パーマロイなどの磁性材料で形成されたP
1層、絶縁された銅巻線の層、磁性材料つまりパーマロ
イのP2層、そしてエンドキャップを含んで成ってい
る。エンドキャップは、典型的には、スパッタでデポジ
ットしたアルミナなどの材料を備えており、それはデポ
ジット後に変換器部材の層の中に無用な応力を生じない
ようになっている。適当な保護特性を持つように見える
であろう材料でも、変換器の層の中に装置の作動に悪影
響を及ぼす種々の応力を誘発するので、使用できないも
のがあることが分かってきた。
スクに近接して位置するとき、ディスクの記録面に垂直
である。製造プロセス中に変換器を物理的損傷から保護
するために、薄膜変換器構造体の上を覆ってエンドキャ
ップがデポジットされる。スライダ部材は、例えば、酸
化アルミニウム/チタンカーバイドまたはシリコンカー
バイドのいずれかでできている。スライダ部材上にデポ
ジットされた多層型変換器は、アルミナなどの絶縁材料
のベース層、パーマロイなどの磁性材料で形成されたP
1層、絶縁された銅巻線の層、磁性材料つまりパーマロ
イのP2層、そしてエンドキャップを含んで成ってい
る。エンドキャップは、典型的には、スパッタでデポジ
ットしたアルミナなどの材料を備えており、それはデポ
ジット後に変換器部材の層の中に無用な応力を生じない
ようになっている。適当な保護特性を持つように見える
であろう材料でも、変換器の層の中に装置の作動に悪影
響を及ぼす種々の応力を誘発するので、使用できないも
のがあることが分かってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】薄膜ヘッドの製造プロ
セスの最終ステップの一つは、P1層とP2層の間に形
成される変換ギャップを露出させるための空気浮上面の
ラップ仕上げである。P1およびP2ポール端の底部
は、ヘッドスライダの空気浮上面に殆ど平行な平面内に
存在するので、その面のラップ仕上げは、薄膜変換器の
スロート高さをコントロールする方法として一般に是認
されてきている。ラップ仕上げプロセスの性質上、ラッ
プ面に露出している所で変換器およびエンドキャップを
アンダカットしがちである。したがって、耐摩耗性で変
換器構造体の中に重大な応力を誘発しない材料でエンド
キャップを作れば、好都合である。
セスの最終ステップの一つは、P1層とP2層の間に形
成される変換ギャップを露出させるための空気浮上面の
ラップ仕上げである。P1およびP2ポール端の底部
は、ヘッドスライダの空気浮上面に殆ど平行な平面内に
存在するので、その面のラップ仕上げは、薄膜変換器の
スロート高さをコントロールする方法として一般に是認
されてきている。ラップ仕上げプロセスの性質上、ラッ
プ面に露出している所で変換器およびエンドキャップを
アンダカットしがちである。したがって、耐摩耗性で変
換器構造体の中に重大な応力を誘発しない材料でエンド
キャップを作れば、好都合である。
【0005】また、空気浮上式変換器の浮上特性のた
め、後端縁の高さが異なっていても、スライダが浮上す
る本質的に全ディスク速度で、空気浮上面がディスク面
に対してある角度をもって浮上する傾向にある。したが
って、ディスクファィルの始動および停止段階で、空気
浮上式変換器の後端縁は、前端縁よりもディスク面に相
当に接近している。その結果、エンドキャップは、変換
器の他の部分に比べて、相当に多く摩耗を受けやすい。
あまり摩耗すると、変換器自体の変換特性に悪影響を与
える可能性がある。摩耗は、内部のヘッドディスクアセ
ンブリ環境の必要な空気清浄特性に影響し、かつ破滅的
なヘッド破壊をもたらしかねない摩耗屑が発生する点で
も重大である。実質的に耐摩耗性のあるエンドキャップ
が提供されれば、今日の空気浮上式磁気記録変換器に関
連する重大な問題のいくつかを避けられるであろう。こ
の発明は、磁気変換器構造体の中に有害な応力を誘発す
ることなく、耐摩耗性を向上させる、磁気変換器用のエ
ンドキャップ構造を提供するものである。
め、後端縁の高さが異なっていても、スライダが浮上す
る本質的に全ディスク速度で、空気浮上面がディスク面
に対してある角度をもって浮上する傾向にある。したが
って、ディスクファィルの始動および停止段階で、空気
浮上式変換器の後端縁は、前端縁よりもディスク面に相
当に接近している。その結果、エンドキャップは、変換
器の他の部分に比べて、相当に多く摩耗を受けやすい。
あまり摩耗すると、変換器自体の変換特性に悪影響を与
える可能性がある。摩耗は、内部のヘッドディスクアセ
ンブリ環境の必要な空気清浄特性に影響し、かつ破滅的
なヘッド破壊をもたらしかねない摩耗屑が発生する点で
も重大である。実質的に耐摩耗性のあるエンドキャップ
が提供されれば、今日の空気浮上式磁気記録変換器に関
連する重大な問題のいくつかを避けられるであろう。こ
の発明は、磁気変換器構造体の中に有害な応力を誘発す
ることなく、耐摩耗性を向上させる、磁気変換器用のエ
ンドキャップ構造を提供するものである。
【0006】図5および6を参照して、磁気ヘッドアセ
ンブリとともに使用される空気浮上式スライダの典型的
な従来例を説明すると、スライダ部材10と、スライダ
部材10の後端面12の上にデポジットされた薄膜型磁
気変換器11と、厚いソリッドエンドキャップ14を備
えて成り、このエンドキャップ14は、例えばスパッタ
したアルミナでできており、製造プロセスのそれ以後の
ステップ中で変換器11を保護するように、スライダ後
端面12の上を覆って配置されている。スライダ部材1
0の他端側17は、前部と定義される。スライダ10の
前部には、テーパ16が形成されている。スライダ10
は、さらにサイドレール18と、隣接溝13と15と、
中央凹み部19を設けて作られている。
ンブリとともに使用される空気浮上式スライダの典型的
な従来例を説明すると、スライダ部材10と、スライダ
部材10の後端面12の上にデポジットされた薄膜型磁
気変換器11と、厚いソリッドエンドキャップ14を備
えて成り、このエンドキャップ14は、例えばスパッタ
したアルミナでできており、製造プロセスのそれ以後の
ステップ中で変換器11を保護するように、スライダ後
端面12の上を覆って配置されている。スライダ部材1
0の他端側17は、前部と定義される。スライダ10の
前部には、テーパ16が形成されている。スライダ10
は、さらにサイドレール18と、隣接溝13と15と、
中央凹み部19を設けて作られている。
【0007】ディスクドライブの始動モードの間および
それに続くデータプロセシングの間、スライダ10の前
部17は、一般的にエンドキャップ14を含む後端より
もディスク面から遠く離されている。ディスクドライブ
のスイッチを切って、ディスク回転スピードが減少して
いくと、スライダの後端縁は、スライダの後端部より前
方の箇所よりも長い期間ディスク面と接触することにな
る。その結果、エンドキャップは、ディスクとより多く
の接触をしがちであり、そのため他の部分に比べて、よ
り多く摩耗することになる。
それに続くデータプロセシングの間、スライダ10の前
部17は、一般的にエンドキャップ14を含む後端より
もディスク面から遠く離されている。ディスクドライブ
のスイッチを切って、ディスク回転スピードが減少して
いくと、スライダの後端縁は、スライダの後端部より前
方の箇所よりも長い期間ディスク面と接触することにな
る。その結果、エンドキャップは、ディスクとより多く
の接触をしがちであり、そのため他の部分に比べて、よ
り多く摩耗することになる。
【0008】空気浮上スライダの製造の間に、薄膜変換
器11がデポジットされ、そして変換ギャップの適当な
スロート高さを提供するように、プロセスされる。この
プロセスを成し遂げるために、スライダの空気浮上面
を、データの読み書きのためにポール先端が所定の寸法
に形成されるまで、ラップ掛けするのが普通である。エ
ンドキャップ14のアンダカットが生じるのは、このプ
ロセスである。典型的な従来技術のエンドキャップ材
料、例えばスパッタしたアルミナは、ヘッドスライダ材
料ほど硬くないので、ラッピングプロセスの間により速
く摩耗しがちである。
器11がデポジットされ、そして変換ギャップの適当な
スロート高さを提供するように、プロセスされる。この
プロセスを成し遂げるために、スライダの空気浮上面
を、データの読み書きのためにポール先端が所定の寸法
に形成されるまで、ラップ掛けするのが普通である。エ
ンドキャップ14のアンダカットが生じるのは、このプ
ロセスである。典型的な従来技術のエンドキャップ材
料、例えばスパッタしたアルミナは、ヘッドスライダ材
料ほど硬くないので、ラッピングプロセスの間により速
く摩耗しがちである。
【0009】したがって、この発明は、空気浮上式磁気
記録装置のための耐摩耗性エンドキャップを提供するこ
とを目的とする。
記録装置のための耐摩耗性エンドキャップを提供するこ
とを目的とする。
【0010】さらに、この発明は、ヘッドの変換特性に
不都合な影響与えることなく、より耐摩耗性のある空気
浮上式磁気ヘッド用のエンドキャップを提供することを
目的とする。
不都合な影響与えることなく、より耐摩耗性のある空気
浮上式磁気ヘッド用のエンドキャップを提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明による空気浮上
式薄膜磁気変換器は、少なくとも二つの隣接する薄膜層
を有し、各層は異なる材料であり、変換装置の空気浮上
面に垂直な平面内に積層エンドキャップを設けて成るも
のである。好ましい実施例においては、エンドキャップ
は、12.7〜50.8マイクロメートル(0.5〜
2.0ミル)の範囲の厚さを有し、積層の各層の厚さ
は、1〜100ナノメートルの範囲にある。隣り合う層
は、必ずしも等しい厚さである必要はなく、各層の厚さ
は、それぞれの材料の応力バランスの特性および各材料
の層をデポジットする経済性に依存する。
式薄膜磁気変換器は、少なくとも二つの隣接する薄膜層
を有し、各層は異なる材料であり、変換装置の空気浮上
面に垂直な平面内に積層エンドキャップを設けて成るも
のである。好ましい実施例においては、エンドキャップ
は、12.7〜50.8マイクロメートル(0.5〜
2.0ミル)の範囲の厚さを有し、積層の各層の厚さ
は、1〜100ナノメートルの範囲にある。隣り合う層
は、必ずしも等しい厚さである必要はなく、各層の厚さ
は、それぞれの材料の応力バランスの特性および各材料
の層をデポジットする経済性に依存する。
【0012】
【実施例】この発明の実施例では、図1に示すように、
エンドキャップ30は、積層構造に形成されている。こ
の積層構造は、異なる材料を平行平面に交互にデポジッ
トした複数の層32a〜32dを成している。各層は、
スライダ10に記録面と垂直に配置されている。エンド
キャップ層32a〜32dは、好ましくはスライダ10
の後端面と同じ寸法に広がっている。耐摩耗性の向上
は、例えば、記録のとき磁気ディスク面と接触するシリ
コンカーバイド本体の上の積層構造の端縁部分の働きに
かかっている。積層構造30は、例えばTaNおよびT
aCなどで各層の厚さが20〜200ナノメートルの範
囲の、ナイトライドとカーバイドの交互積層から成って
いてもよい。スライダ本体は、シリコンカーバイドまた
はその替わりにアルミニウムオキサイド/チタンカーバ
イドでできていてもよい。アルミニウムオキサイドおよ
びチタンカーバイドでできたスライダ本体に対しては、
ZrCおよびTiNなどの化合物の交互対で厚さが20
〜200ナノメートルの範囲のものを使うことができ
る。カーバイドとナイトライドは、互いに他に対して非
常に良好な接着性を有していることが知られている。し
たがって、中間介在の金属層は、一般には必要とされな
い。他の実施例においては、下記の表1から各特定のス
ライダ本体に対して具体的に選んだ金属をナイトライド
とカーバイドの間に、厚さ1〜10ナノメートルで介在
させることもできる。
エンドキャップ30は、積層構造に形成されている。こ
の積層構造は、異なる材料を平行平面に交互にデポジッ
トした複数の層32a〜32dを成している。各層は、
スライダ10に記録面と垂直に配置されている。エンド
キャップ層32a〜32dは、好ましくはスライダ10
の後端面と同じ寸法に広がっている。耐摩耗性の向上
は、例えば、記録のとき磁気ディスク面と接触するシリ
コンカーバイド本体の上の積層構造の端縁部分の働きに
かかっている。積層構造30は、例えばTaNおよびT
aCなどで各層の厚さが20〜200ナノメートルの範
囲の、ナイトライドとカーバイドの交互積層から成って
いてもよい。スライダ本体は、シリコンカーバイドまた
はその替わりにアルミニウムオキサイド/チタンカーバ
イドでできていてもよい。アルミニウムオキサイドおよ
びチタンカーバイドでできたスライダ本体に対しては、
ZrCおよびTiNなどの化合物の交互対で厚さが20
〜200ナノメートルの範囲のものを使うことができ
る。カーバイドとナイトライドは、互いに他に対して非
常に良好な接着性を有していることが知られている。し
たがって、中間介在の金属層は、一般には必要とされな
い。他の実施例においては、下記の表1から各特定のス
ライダ本体に対して具体的に選んだ金属をナイトライド
とカーバイドの間に、厚さ1〜10ナノメートルで介在
させることもできる。
【0013】
【表1】
【0014】接着力のために介在金属を用いる場合は、
各特定のスライダ本体について、表1に記載の2つの化
合物の任意の対を使用することができ、その場合、表1
の適当な列から任意に選んだ化合物の間に1〜10ナノ
メートルの厚さのどの元素を介在させてもよい。
各特定のスライダ本体について、表1に記載の2つの化
合物の任意の対を使用することができ、その場合、表1
の適当な列から任意に選んだ化合物の間に1〜10ナノ
メートルの厚さのどの元素を介在させてもよい。
【0015】積層対の総数は、エンドキャップ30の所
望の厚さを繰り返し対(または三つ組)の厚さで割った
値に等しい。目的は、内部応力(引っ張りまたは圧縮)
を1〜5×107パスカルの範囲(つまり、低応力)に
入れることである。どのような特定の材料、化合物また
は合金でも、その内部応力は、デポジットされた膜内に
存在する格子間欠陥または空隙などの欠陥の数および種
類に依存する。この発明のさらに別の目的は、δ1t1≒
δ2t2となるように交互の層のバランスを取ることであ
る。ここに、δ1とδ2は、反対符号のものである。すな
わち、引っ張りまたは圧縮応力または他に生じるいかな
るδt積のミスマッチも総合応力として残らないように
すること、つまり内部残留応力を1対当たり±1〜5×
107パスカルの範囲内とすることである。下付き添字
の1と2は、対のそれぞれ個々のメンバを指す。
望の厚さを繰り返し対(または三つ組)の厚さで割った
値に等しい。目的は、内部応力(引っ張りまたは圧縮)
を1〜5×107パスカルの範囲(つまり、低応力)に
入れることである。どのような特定の材料、化合物また
は合金でも、その内部応力は、デポジットされた膜内に
存在する格子間欠陥または空隙などの欠陥の数および種
類に依存する。この発明のさらに別の目的は、δ1t1≒
δ2t2となるように交互の層のバランスを取ることであ
る。ここに、δ1とδ2は、反対符号のものである。すな
わち、引っ張りまたは圧縮応力または他に生じるいかな
るδt積のミスマッチも総合応力として残らないように
すること、つまり内部残留応力を1対当たり±1〜5×
107パスカルの範囲内とすることである。下付き添字
の1と2は、対のそれぞれ個々のメンバを指す。
【0016】エンドキャップの総合厚さを成すまで順次
繰り返した層の対(または、三つ組)のそれぞれの部材
の内部に逆向きの等しい内部応力を生じさせるように、
基体のバイアス、基体の温度、デポジットの速さ、ガス
圧をうまく組み合わせて用いることができる。
繰り返した層の対(または、三つ組)のそれぞれの部材
の内部に逆向きの等しい内部応力を生じさせるように、
基体のバイアス、基体の温度、デポジットの速さ、ガス
圧をうまく組み合わせて用いることができる。
【0017】薄膜磁気変換器の上を覆ってまたは上に載
せて異なる材料をうまく積層しようという考えは、対に
ついて応力の打ち消しが起こるように既知の制御可能な
応力を持つ材料の選択を含むものである。反対の内部応
力特性をまたは低い内部応力、すなわち5×107パス
カル以下の内部応力、を持つ材料を選択することによ
り、保護エンドキャップ30からの総合応力でもたらさ
れるかもしれない変換器に対する如何なる悪影響をも最
小にすることが可能である。加えて、積層構造のエッジ
部分を記録面に垂直に位置させることが可能であり、か
つこの複合積層部分はいずれの単独の積層材料の同部分
よりも強く硬いので、出来上がったエンドキャップ構造
は、従来構造のものより相当に耐摩耗性が高い。
せて異なる材料をうまく積層しようという考えは、対に
ついて応力の打ち消しが起こるように既知の制御可能な
応力を持つ材料の選択を含むものである。反対の内部応
力特性をまたは低い内部応力、すなわち5×107パス
カル以下の内部応力、を持つ材料を選択することによ
り、保護エンドキャップ30からの総合応力でもたらさ
れるかもしれない変換器に対する如何なる悪影響をも最
小にすることが可能である。加えて、積層構造のエッジ
部分を記録面に垂直に位置させることが可能であり、か
つこの複合積層部分はいずれの単独の積層材料の同部分
よりも強く硬いので、出来上がったエンドキャップ構造
は、従来構造のものより相当に耐摩耗性が高い。
【0018】好ましい実施例では、エンドキャップの積
層に垂直な方向の総合厚さは、12.7〜50.8マイ
クロメートルの範囲内にある。図2に示す積層の各層の
厚さは、1〜500ナノメートルの範囲内にある。積層
の隣接する各層は、同じ厚さである必要はなく、内部応
力が積層の一対当たり±1〜5×107パスカルの範囲
内になるように調節される。好ましいスライダ材料は、
アルミナの体積割合がほぼ40〜75%で熱膨張率α
(線膨張率)が7.9×10-6/Kのアルミニウムオキ
サイド/チタンカーバイドの複合材、および熱膨張率α
が4.4×10-6/Kのシリコンカーバイドである。
層に垂直な方向の総合厚さは、12.7〜50.8マイ
クロメートルの範囲内にある。図2に示す積層の各層の
厚さは、1〜500ナノメートルの範囲内にある。積層
の隣接する各層は、同じ厚さである必要はなく、内部応
力が積層の一対当たり±1〜5×107パスカルの範囲
内になるように調節される。好ましいスライダ材料は、
アルミナの体積割合がほぼ40〜75%で熱膨張率α
(線膨張率)が7.9×10-6/Kのアルミニウムオキ
サイド/チタンカーバイドの複合材、および熱膨張率α
が4.4×10-6/Kのシリコンカーバイドである。
【0019】エンドキャップ材料を生産するときは、エ
ンドキャップ材料はスライダ本体の熱膨張率に比較して
大体±1.5×10-6/Kの熱膨張率を持つことが望ま
しい。前掲の表1は、シリコンカーバイドおよびアルミ
ニウムオキサイド/チタンカーバイドの二つの好ましい
スライダ本体について以上の選定基準に当てはまる材料
の代表的なものを提供する。積層の各層のαをスライダ
本体のαから±1.5×10-6/Kの範囲とする目的
は、薄膜磁気記録ヘッドをホトレジスト硬化のための周
囲温度より約200℃高い温度で処理する必要性を反映
して、熱によるミスマッチ応力をほぼ±6×107パス
カルに制限するためである。このようにして、積層エン
ドキャップとスライダ本体の間の応力微分が最小限に抑
えられる。
ンドキャップ材料はスライダ本体の熱膨張率に比較して
大体±1.5×10-6/Kの熱膨張率を持つことが望ま
しい。前掲の表1は、シリコンカーバイドおよびアルミ
ニウムオキサイド/チタンカーバイドの二つの好ましい
スライダ本体について以上の選定基準に当てはまる材料
の代表的なものを提供する。積層の各層のαをスライダ
本体のαから±1.5×10-6/Kの範囲とする目的
は、薄膜磁気記録ヘッドをホトレジスト硬化のための周
囲温度より約200℃高い温度で処理する必要性を反映
して、熱によるミスマッチ応力をほぼ±6×107パス
カルに制限するためである。このようにして、積層エン
ドキャップとスライダ本体の間の応力微分が最小限に抑
えられる。
【0020】表1は、元素および化合物を含んで、スラ
イダ本体材料にマッチするα(線膨張率)を持つ異なる
材料を並べ上げたものである。表1を参照して、エンド
キャップのαに対して擬似的にマッチする材料なら、い
ずれの交互または繰り返しの順序でどれを使ってもよ
く、SiCまたはアルミナ/チタンカーバイドの各々の
下の列元素または化合物の任意の対または三つ組の如何
なるものでも、それぞれのスライダ本体にマッチさせる
ことができる。各列内の本質的に如何なる対または三つ
組でも同等の結果が達成されるので、繰り返しの対また
は三つ組は任意である。
イダ本体材料にマッチするα(線膨張率)を持つ異なる
材料を並べ上げたものである。表1を参照して、エンド
キャップのαに対して擬似的にマッチする材料なら、い
ずれの交互または繰り返しの順序でどれを使ってもよ
く、SiCまたはアルミナ/チタンカーバイドの各々の
下の列元素または化合物の任意の対または三つ組の如何
なるものでも、それぞれのスライダ本体にマッチさせる
ことができる。各列内の本質的に如何なる対または三つ
組でも同等の結果が達成されるので、繰り返しの対また
は三つ組は任意である。
【0021】替わりに、化合物のいずれの任意の対も、
化合物の厚さを元素に対してほぼ5〜10:1の範囲に
なるように選択された要素の間に各列内の層を挟んで、
達成してもよい。例えば、列から選んだそれぞれの化合
物部材を、適当なスライダ本体の列の中にある元素単体
で約1〜20ナノメートル離して形成する。図3を参
照。
化合物の厚さを元素に対してほぼ5〜10:1の範囲に
なるように選択された要素の間に各列内の層を挟んで、
達成してもよい。例えば、列から選んだそれぞれの化合
物部材を、適当なスライダ本体の列の中にある元素単体
で約1〜20ナノメートル離して形成する。図3を参
照。
【0022】熱によるミスマッチ応力が約5×107パ
スカルより大きくならないように、エンドキャップ化合
物とスライダ本体の熱膨張率の合理的なマッチングが必
要である。このように、シリコンカーバイドでできたス
ライダ本体に対しては、エンドキャップ材料を膨張率ミ
スマッチ(差異)が1.5×10-6/Kより小さいもの
とする必要がある。すなわち、エンドキャップ材料を膨
張率αが、2.9×10-6/K≦α≦5.9×10-6/
Kであるものとし、エンドキャップ全体に亘って表1に
示したいずれの単一の部材で構成してもよいし、いずれ
の二つまたは三つの繰り返し(対または三つ組)で構成
してもよい。磁気変換器を環境および製造プロセスにさ
らす影響から保護するため、およびエンドキャップおよ
び変換器を含む最終仕上げスライダ本体を形成するのに
必要な機械的切断作業において変換器を保護するため
に、スライダ本体が適当なエンドキャップと関連してい
る場合は、SiCスライダ本体が好ましい。この発明の
一実施例においては、エンドキャップ構造部は、シリコ
ンカーバイドのモノリシック層でできたスライダ本体を
有し、シリコンカーバイドスライダ本体とともに使用さ
れてもよいし、他の互換性のあるスライダ材料とともに
使用されてもよい。
スカルより大きくならないように、エンドキャップ化合
物とスライダ本体の熱膨張率の合理的なマッチングが必
要である。このように、シリコンカーバイドでできたス
ライダ本体に対しては、エンドキャップ材料を膨張率ミ
スマッチ(差異)が1.5×10-6/Kより小さいもの
とする必要がある。すなわち、エンドキャップ材料を膨
張率αが、2.9×10-6/K≦α≦5.9×10-6/
Kであるものとし、エンドキャップ全体に亘って表1に
示したいずれの単一の部材で構成してもよいし、いずれ
の二つまたは三つの繰り返し(対または三つ組)で構成
してもよい。磁気変換器を環境および製造プロセスにさ
らす影響から保護するため、およびエンドキャップおよ
び変換器を含む最終仕上げスライダ本体を形成するのに
必要な機械的切断作業において変換器を保護するため
に、スライダ本体が適当なエンドキャップと関連してい
る場合は、SiCスライダ本体が好ましい。この発明の
一実施例においては、エンドキャップ構造部は、シリコ
ンカーバイドのモノリシック層でできたスライダ本体を
有し、シリコンカーバイドスライダ本体とともに使用さ
れてもよいし、他の互換性のあるスライダ材料とともに
使用されてもよい。
【0023】
【発明の効果】この方法により、摩耗率(速度)は、積
層構造に関連して硬度が増加(これは、主として降伏強
さの増加によるが)したお陰で最小限に抑えられる。硬
度は、材料の降伏強さのほぼ3倍に等しい。結果とし
て、スライダ本体の端部の摩耗率が減少(通常、摩擦係
数の減少に関連するが)する。このように、ここに記載
の新規な手法は、より信頼性が高く耐衝撃性のあるスラ
イダ本体/ディスクインタフェースを作り出す。
層構造に関連して硬度が増加(これは、主として降伏強
さの増加によるが)したお陰で最小限に抑えられる。硬
度は、材料の降伏強さのほぼ3倍に等しい。結果とし
て、スライダ本体の端部の摩耗率が減少(通常、摩擦係
数の減少に関連するが)する。このように、ここに記載
の新規な手法は、より信頼性が高く耐衝撃性のあるスラ
イダ本体/ディスクインタフェースを作り出す。
【0024】この発明のお陰で、コンタクトスタート・
ストップ、疑似コンタクトまたはコンタクトレコーディ
ングを採用したディスクドライブにおいて、ヘッド・デ
ィスクインタフェースの耐久性が大幅に改良される。上
記の材料を使用した積層構造の耐摩耗性は、従来の単一
の材料を使用した一体構造よりも大である。
ストップ、疑似コンタクトまたはコンタクトレコーディ
ングを採用したディスクドライブにおいて、ヘッド・デ
ィスクインタフェースの耐久性が大幅に改良される。上
記の材料を使用した積層構造の耐摩耗性は、従来の単一
の材料を使用した一体構造よりも大である。
【0025】この発明は、磁気抵抗効果型(MR)セン
サまたは誘導型ヘッド、または両者の組合せを使用した
磁気テープヘッドにも応用できる。図4に示すように、
磁気ヘッドアセンブリは、基体50を有し、その上に積
層多層構造部52が形成されている。このエンドキャッ
プ構造部52は、基体50および層60a〜60cおよ
び読み書き変換器を分離する絶縁層58a〜58dを含
んでいる。第二の積層エンドキャップ構造56が読み書
き変換器54の上に形成され、それらの間に絶縁層62
が配置されている。積層構造56は、間に絶縁層66a
〜66bを挟み込んだエンドキャップ層64a〜64c
を含んでいる。両構造部52および56は、表1から選
択したエンドキャップ材料で形成される。テープヘッド
アセンブリは、耐摩耗性を最大にするために包み込み構
造としてもよい。
サまたは誘導型ヘッド、または両者の組合せを使用した
磁気テープヘッドにも応用できる。図4に示すように、
磁気ヘッドアセンブリは、基体50を有し、その上に積
層多層構造部52が形成されている。このエンドキャッ
プ構造部52は、基体50および層60a〜60cおよ
び読み書き変換器を分離する絶縁層58a〜58dを含
んでいる。第二の積層エンドキャップ構造56が読み書
き変換器54の上に形成され、それらの間に絶縁層62
が配置されている。積層構造56は、間に絶縁層66a
〜66bを挟み込んだエンドキャップ層64a〜64c
を含んでいる。両構造部52および56は、表1から選
択したエンドキャップ材料で形成される。テープヘッド
アセンブリは、耐摩耗性を最大にするために包み込み構
造としてもよい。
【図1】 この発明を実施した層構造のエンドキャップ
を持つ空気浮上磁気ヘッドスライダを示す一部分解斜視
図である。
を持つ空気浮上磁気ヘッドスライダを示す一部分解斜視
図である。
【図2】 この発明による空気浮上スライダに使用した
積層エンドキヤップを示す拡大断面図である。
積層エンドキヤップを示す拡大断面図である。
【図3】 この発明による空気浮上スライダに使用した
積層エンドキヤップを示す拡大断面図である。
積層エンドキヤップを示す拡大断面図である。
【図4】 この発明による積層エンドキャップを使用し
た磁気テープヘッドを示す一部切り欠き断面図である。
た磁気テープヘッドを示す一部切り欠き断面図である。
【図5】 従来の空気浮上磁気ヘッドスライダの一部分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図6】 典型的な3レール形態の空気浮上面を示す図
1の磁気ヘッドスライダの一部分解平面図である。
1の磁気ヘッドスライダの一部分解平面図である。
10、10a…スライダ、11…薄膜変換器、12…ス
ライダ後端面、13…隣接溝、14…エンドキャップ、
15…隣接溝、16…テーパ、17…前部、18…サイ
ドレール、19…中央凹み部、30…エンドキャップ積
層構造体、32a、32b、32c、32d…エンドキ
ャップ層、50…基板、52…積層多層構造部、54…
読み書き変換器、56…エンドキャップ構造部、58
a、58b、58c、58d…絶縁層、60a、60
b、60c…エンドキャップ層、62…絶縁層、64
a、64b、64c…エンドキャップ層、66a、66
b…絶縁層
ライダ後端面、13…隣接溝、14…エンドキャップ、
15…隣接溝、16…テーパ、17…前部、18…サイ
ドレール、19…中央凹み部、30…エンドキャップ積
層構造体、32a、32b、32c、32d…エンドキ
ャップ層、50…基板、52…積層多層構造部、54…
読み書き変換器、56…エンドキャップ構造部、58
a、58b、58c、58d…絶縁層、60a、60
b、60c…エンドキャップ層、62…絶縁層、64
a、64b、64c…エンドキャップ層、66a、66
b…絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール エイチ. シュミット アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フレモント メレンデスアベニュ ー 262
Claims (15)
- 【請求項1】 ディスクドライブに使用するための空気
浮上式磁気ヘッドであって、 空気浮上面および該空気浮上面に垂直に設けられた後端
面を有する基体と、 該後端面にデポジットされた磁気記録変換器と、 耐摩耗性を持たせそして該変換器を損傷および摩耗から
保護するためにるために該後端面の上を覆ってデポジッ
トされたエンドキャップと、を備えて成り、 該エンドキャップの構造は複数の積層で形成されている
ことを特徴とするもの。 - 【請求項2】 請求項1に記載の磁気ヘッドであって、 該エンドキャップは、実質的に平行な面に配置された異
なる材料の複数の交互の積層で形成されていることを特
徴とするもの。 - 【請求項3】 請求項2に記載の磁気ヘッドであって、 該エンドキャップの該積層の平行面に垂直な方向の寸法
が、12.7〜50.8マイクロメートルの範囲にある
ことを特徴とするもの。 - 【請求項4】 請求項2に記載の磁気ヘッドであって、 該積層の各層が、1〜500ナノメートルの範囲の厚さ
を有することを特徴とするもの。 - 【請求項5】 請求項2に記載の磁気ヘッドであって、 該異なる材料の一つがカーバイドであることを特徴とす
るもの。 - 【請求項6】 請求項5に記載の磁気ヘッドであって、 隣接するナイトライドの層を含み、 該カーバイドとナイトライドが総厚12.7〜50.8
マイクロメートルとなるように交互に繰り返されている
ことを特徴とするもの。 - 【請求項7】 請求項6に記載の磁気ヘッドであって、 厚さ5〜10ナノメートルのシリコン層がカーバイドお
よびナイトライド材料の各対の間に配置され、総厚1
2.7〜50.8マイクロメートルとなっていることを
特徴とするもの。 - 【請求項8】 請求項1に記載の磁気ヘッドであって、 該基体がアルミナ/チタンカーバイドでできていること
を特徴とするもの。 - 【請求項9】 請求項1に記載の磁気ヘッドであって、 該積層が実質的に合致した熱膨張率を持つ材料で形成さ
れていることを特徴とするもの。 - 【請求項10】 請求項1に記載の磁気ヘッドであっ
て、 該積層が元素単体と化合物とでできていることを特徴と
するもの。 - 【請求項11】 請求項1に記載の磁気ヘッドであっ
て、 該積層が該後端面と同じ寸法に広がっていることを特徴
とするもの。 - 【請求項12】 薄膜磁気記録ヘッドの空気浮上スライ
ダ用の耐摩耗性エンドキャップであって、 空気浮上面を有する基体と該空気浮上面に平行な平面内
に第一の端縁を有して配置された与えられた材料の第一
の層と該平面内に第二の端縁を有する異なる材料の第二
の隣接する層と、を備えて成り、 該隣接積層の該端縁領域は、該材料のいずれか一方の同
等な端縁の耐摩耗性に比べて比較的大きな耐摩耗性を有
することを特徴とするもの。 - 【請求項13】 ディスクドライブに使用するための空
気浮上式磁気ヘッドであって、 空気浮上面および該空気浮上面に垂直に設けられた後端
面を有する基体と、 該後端面にデポジットされた磁気記録変換器と、 耐摩耗性を持たせそして該変換器を損傷および摩耗から
保護するためにるために、該後端面の上を覆ってデポジ
ットされ、シリコンカーバイドのモノリシック層として
形成されたエンドキャップとを備えて成るもの。 - 【請求項14】 磁気テープヘッドアセンブリであっ
て、 非磁性体の基体と、 耐摩耗性を持たせるために該基体の上にデポジットされ
た第一のエンドキャップと、 該第一のエンドキャップの上に形成された読み書き変換
器と、 該読み書き変換器の上にデポジットされた第二のエンド
キャップと、を備えて成り、 該エンドキャップは、耐摩耗性材料の層を含んで積層構
造として形成されていることを特徴とするもの。 - 【請求項15】 請求項2に記載の磁気ヘッドであっ
て、 該複数の積層が、該基体の熱膨張率との差が±1.5×
10-6/Kの範囲にある熱膨張率を持つ材料で形成され
ていることを特徴とするもの。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12368093A | 1993-09-20 | 1993-09-20 | |
US08/123,680 | 1993-09-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07153031A true JPH07153031A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=22410188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6223706A Pending JPH07153031A (ja) | 1993-09-20 | 1994-09-19 | 耐摩耗エンドキャップ付き空気浮上式薄膜磁気ヘッド |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5473486A (ja) |
EP (1) | EP0644535A3 (ja) |
JP (1) | JPH07153031A (ja) |
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US6532134B1 (en) * | 1996-07-26 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Silicon coating on air bearing surface for magnetic thin film heads |
US6122148A (en) * | 1996-09-20 | 2000-09-19 | Hitachi, Ltd. | Magnetic head slider and method of production thereof |
US5757591A (en) | 1996-11-25 | 1998-05-26 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive read/inductive write magnetic head assembly fabricated with silicon on hard insulator for improved durability and electrostatic discharge protection and method for manufacturing same |
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US7253109B2 (en) | 1997-11-26 | 2007-08-07 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a tantalum nitride/tantalum diffusion barrier layer system |
US6911124B2 (en) | 1998-09-24 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a TaN seed layer |
TW520551B (en) | 1998-09-24 | 2003-02-11 | Applied Materials Inc | Method for fabricating ultra-low resistivity tantalum films |
US6542334B2 (en) | 1998-11-18 | 2003-04-01 | Seagate Technology Llc | Edge structure for slider-disc interface and method of manufacture therefor |
US6574061B1 (en) | 1999-08-27 | 2003-06-03 | Seagate Technology Llc | Method and apparatus for run-time temperature compensation of giant magnetoresistive head bias current |
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US20050264933A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-01 | Ning Shi | Magnetic recording head with reduced thermally induced protrusion |
JP2008059641A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッドおよび記録媒体駆動装置 |
CN102956239A (zh) * | 2011-08-29 | 2013-03-06 | 新科实业有限公司 | 磁头、磁头折片组合以及磁盘驱动单元 |
US9036301B2 (en) * | 2011-08-31 | 2015-05-19 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Slider including laser protection layer, head gimbal assembly, and disk drive unit with the same |
US9165584B2 (en) * | 2013-07-09 | 2015-10-20 | Seagate Technology Llc | Air bearing surface having temperature/humidity compensation feature |
US9153265B1 (en) | 2014-08-22 | 2015-10-06 | Seagate Technology Llc | Head slider with adjusted thermal profile |
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-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223706A patent/JPH07153031A/ja active Pending
- 1994-09-20 EP EP94114823A patent/EP0644535A3/en not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-02-02 US US08/384,467 patent/US5473486A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0644535A3 (en) | 1996-03-06 |
EP0644535A2 (en) | 1995-03-22 |
US5473486A (en) | 1995-12-05 |
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