JPH0727617B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッドの製造方法

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JPH0727617B2
JPH0727617B2 JP61063318A JP6331886A JPH0727617B2 JP H0727617 B2 JPH0727617 B2 JP H0727617B2 JP 61063318 A JP61063318 A JP 61063318A JP 6331886 A JP6331886 A JP 6331886A JP H0727617 B2 JPH0727617 B2 JP H0727617B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記憶装置に用いられる薄膜磁気ヘッドの製
造方法に関する。
(従来の技術) 磁気ヘッドは磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒
体に磁気的情報を書き込んだり読み出したりするデバイ
スであり、従来用いられてきたフェライトバルクヘッド
のほか、近年、軟磁性薄膜を用いた薄膜インダクティブ
ヘッド、磁気抵抗効果型ヘッドなどの薄膜磁気ヘッドが
開発・実用化されつつある。
これらのヘッドのギャップ形成法としては、フェライト
バルクヘッドの場合には酸化鉛等を含有した低融点ガラ
スをフェライトコアの間に満たすのに対し、薄膜磁気ヘ
ッドの場合には、高周波スパッタ法などによりSiO2膜あ
るいはAl2O3膜を成膜する場合が多く、低融点ガラスが
用いられることは稀であった。
(発明が解決しようとする問題点) 低融点ガラスを用いたギャップ形成法では、ギャップ層
自体が磁気コアの接着層をも兼ねるため、複数の磁気コ
アをギャップを介して接着することが可能である。ま
た、接着時においては低融点ガラスに流動性があるた
め、接合面の段差を埋めることができる。
それに対して、スパッタ法など薄膜形成技術を用いたギ
ャップ形成法では、ギャップ層を接着層として用いるこ
とができないため、たとえば、複数の基板上に成膜した
軟磁性薄膜互いに接着してギャップを形成することは不
可能である。また、バイアススパッタ法などによりギャ
ップ形成面の下地の段差をある程度緩和することができ
るが、限界がある。
このように、薄膜磁気ヘッドのギャップ形成法に低融点
ガラスが適用できれば、薄膜磁気ヘッドの製造、製法の
幅が広がり、特性の向上や量産性の向上が期待される。
しかしながら、低融点ガラスを用いたギャップ形成法
は、その作業温度が極めて高いため、軟磁性薄膜を用い
た薄膜磁気ヘッドにはほとんど適応できなかった。即
ち、ギャップ形成に用いられる低融点ガラスは接着作業
温度として400〜500℃以上の温度が要求されるため、軟
磁性薄膜として用いられる多結晶軟磁性薄膜(パーマロ
イ,センダスト等)の結晶成長、アモルファス軟磁性薄
膜(Co−メタル系アモルファス)の結晶化をうながし、
その磁気特性、しいてはその軟磁性薄膜を用いた薄膜磁
気ヘッドの電磁変換特性を大きく劣化させていた。また
薄膜磁気ヘッドの中には有機系の充填剤を含むものがあ
り、高温のため充填剤が体積変化をおこし、軟磁性薄膜
そのものが破壊されてしまう場合もあった。
作業温度を下げるため、酸化鉛等の含有量を変えた低融
点ガラスでは、基板あるいは軟磁性薄膜との熱膨張係数
の違いにより接着面にクラックが生じ、更に鉛が含有さ
れているため耐食性にも乏しく磁気ヘッドとしての信頼
性を低下させていた。
本発明の目的は、前記従来の欠点を除去せしめ、軟磁性
薄膜の特性劣化がなく、接着機能を兼ね備えたギャップ
を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。
(問題点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、ギャップを形成
する工程を備えた磁気ヘッドの製造方法において、オル
ガノシラノール又はテトラヒドロキシシランを溶かした
溶液をギャップ形成面に塗布する工程と、200度以下の
温度での加熱処理によって前記オルガノシラノール又は
前記テトラヒドロキシシランを熱分解する工程とを備え
たものである。
(作用) 本発明は、薄膜磁気ヘッドのギャップ材料として金属ア
ルコキシドのうちオルガノシラノール又はテトラヒドロ
キシシランを用いている。この金属アルコキシドは加熱
処理することにより非晶質の重合が進行するほとんどが
金属酸化物の硬く接着力のあるギャップ層を形成し、し
かも溶媒に溶かして適当な濃度に調整できるため、ギャ
ップ層の厚さを制御することができる。また、前記加熱
処理する温度は、軟磁性薄膜パターンの特性が劣化する
温度以下に設定することができる。従って、軟磁性薄膜
の磁気特性を劣化させることなく、耐摩耗性、耐久性に
すぐれ、接着力のあるギャップ層を形成することができ
る。
金属アルコキシドの一般式は M(ORa)m(Rb)n-m で表わされる。ここでMはTi,Al,Siなどの金属または半
金属を示し、nは金属Mの原子価、mは1ないしnまで
の整数である。Ra,Rbはメチル,エチル,プロピル,ブ
チル,2エチルヘキシル,ステアリル,クレミル,ノニ
ル,セチル,グリコール,イソプロピルヘキシレングリ
コール,プチルオレイル基等のアルキル基を表わし、OR
aは一般に水酸基またはアルコキシド基と呼ばれる基で
ある。前記金属アルコキシドは低級アルコールに可溶で
あり、水あるいはカルボン酸により容易に加水分解され
て粘度の調整できる金属アルコキシドの加水分解物溶液
を形成することができる。
例えば、金属アルコキシドとしてはMはTiの場合、テト
ライソプロピルチタネート、テトラノルマブチルチタネ
ート、MがAlの場合、アルミニウムイソプロピレート、
MがSiの場合、テトラアルユキシシランおよびオルガノ
シラノール等がある。
前述の金属アルコキシドを軟磁性薄膜が形成された基板
に塗布し、他の軟磁性薄膜が形成された基板を接合す
る。そして、望ましくは、荷重を印加した状態で加熱処
理する。この加熱処理により溶媒を蒸発させ、さらに硬
化させ非晶質の重合物(熱分解物)を得る。この非晶質
の重合物(熱分解物)は加熱するほど重合が進行して金
属酸化物の硬いギャップ層を形成することができる。ギ
ャップ層の厚みは金属アルコキシド溶液の濃度、粘度を
調整するか、更には荷重や加熱処理する温度を調整する
ことにより容易に変更できるが、望ましくはギャップ層
厚みを薄く設定するために濃度、粘度を溶媒により調整
するのが良い。また、本発明に用いられる金属アルコキ
シドを用いたギャップ材料には応力緩和剤を含んでも良
い。応力緩和剤として、例えば、シランカップリング剤
(例えば、ビニールトリクロルシラン、ビニールトリエ
ントキシシラン、ビニールトリス(ベーターメトキシエ
トキシ)シラン等)が適する。この応力緩和剤は、加熱
処理工程で重合物(熱分解物)が生成する際の重合物の
ストレスを緩和する効果があり、従って加熱処理工程で
重合分(熱分解物)に亀裂が生じたり、あるいはギャッ
プ部で相互の軟磁性薄膜が剥離するのを防ぐことができ
る。
以上の工程により、2層の軟磁性薄膜が非晶質の重合物
(熱分解物)をギャップとして接合された薄膜磁気ヘッ
ドが得られる。非晶質の重合物は絶縁性の金属酸化物を
主体としているため、高硬度の特性を有し、その結果、
耐摩耗性、耐久性が大きく向上する。
(実施例) 以下、本発明の実施例について具体的な構成、材料、ア
ニール条件を例示して説明する。
第1図は、本発明の一実施例における磁気ヘッドの構造
を示す斜視図であり、1はAl2O3−TiC系セラミックスか
らなる基板、2はCoNbZrアモルファス軟磁性膜、3は金
属アルコキシドとしてオルガノシラノールを溶かした溶
液、4は被覆銅線よりなるコイル、5はAl2O3よりなる
保護膜である。
第2図(a),(b),(c)を参照して本実施例の磁
気ヘッドの製造方法を示すと、まず、Al2O3−TiC系セラ
ミック基板上1にCoNbZrアモルファス軟磁性膜2をスパ
ッタにより成膜し、その上にAl2O3保護膜5をスパッタ
により成膜した(第2図(a))。その後、ギャップ形
成面6から基板を切断し、コイル形成溝7を形成した後
ギャップ形成面6を研摩し、オルガノシラノールを溶媒
に溶かした溶液3をギャップ形成面6に塗布した(第2
図(b))。
オルガノシラノールは Si(OH)m(Rb)4-m の分子式で示され、mは1ないし4までの整数、R,bは
アルキル基である。
このオルガノシラノールを溶かした溶液3を塗布したギ
ャップ形成面6を接合面として、先に切断した2つの基
板1および1′を接着した(第2図(c))。接着時に
は加圧し、200℃3時間の熱処理を行なった。その結
果、オルガノシラノールは熱分解して非晶質の重合物8
となった。その後磁気ヘッドの摺動面9を研摩し、コイ
ル4を巻いて磁気ヘッドとして完成させた。
磁気ヘッドのギャップとなる重合物8の厚みは0.5μm
であった。また、磁気ヘッドの摺動面9で、基板1およ
び保護膜5に対する重合物8のリセス量は、500Å以下
と極めて平坦な摺動面が形成された。更に、重合物6の
接着強度は280kg重/cm2以上であり、従来の接着剤(低
融点ガラス、エポキシ系の接着剤)と同等以上の接着強
度が実現された。
尚、本実施例では、基板1としてAl2O3−TiC系セラミッ
ク基板、軟磁性膜2としてCoNbZrアモルファス膜、保護
膜5としてAl2O3膜を用いたが、他に基板としては、Si
−C系セラミック基板、チタン酸バリウム基板、チタン
酸カルシウム基板、非磁性フェライト基板などを用いる
ことができ、軟磁性膜としては、CoTaZrアモルファス膜
などCo系アモルファス膜、センダスト膜あるいはパーマ
ロイ膜などを用いることができる。また、保護膜として
SiO2膜などのほか、第2図と同様な工程により、オルガ
ノシラノールを溶かした溶液を用いて、保護板を接着し
てもよい。
第3図(a),(b)は本発明による他の実施例におけ
る磁気ヘッドの構造を一例を示す斜視図であり、10,11
はNiZnフェライト基板、12はSiO2絶縁膜、13はパーマロ
イを用いた磁気抵抗効果素子、14は銅線を用いた接続導
体である。
第3図(a),(b)を参照して本実施例の磁気ヘッド
の製造方法を示すと、まず、NiZnフェライト基板上10に
SiO2絶縁膜12を0.5μmスパッタにより成膜した。次に
パーマロイ,Ti,Auを連続蒸着した後フォリソグラフィー
技術を用いて磁気抵抗効果素子のパターンを形成し、A
u,Tiを選択的にエッチングし、媒体対向面9近傍のみパ
ーマロイを露出させた。導体14を熱圧着法により接続し
た後(第3図(b))、オルガノシラノールを溶かした
溶液3を塗布したNiZnフェライト基板11(第3図
(a))を接着した。接着時には加圧し、200℃で3時
間保持した。その効果、オルガノシラノールは非晶質の
重合物となり、かつ、磁気抵抗効果素子13のパターンに
よる段差を解消して、媒体対向面9において均一なギャ
ップ長1μmが得られた。その後、媒体対向面9を研摩
し、磁気ヘッドとして完成させた。磁気ヘッド完成後の
基板10および11に対する磁気抵抗効果素子のリセス量
は、400Å以下であった。また、接着前後で磁気抵抗効
果素子13の比抵抗、抵抗変化率は変化せず、接着時の温
度上昇でも、磁気抵抗効果素子13に何ら損傷を与えない
ことが確認された。
第1図および第3図(a),(b)にける実施例では、
金属(半金属を含む)アルコキシドの熱分解物を用いた
ギャップ部分が、接着機能を有する構成であったが、順
次薄膜を積層する構成であっても、本発明を適用でき
る。
第4図は、薄膜を積層した構成の薄膜磁気ヘッドに本発
明を適用した一実施例を示す磁気ヘッドを媒体対向面か
ら見た図であり、15はSiO2下地膜、16は銅による薄膜コ
イル,17はパーマロイによる下ポール、18はパーマロイ
による上ポール、19はSi−C系セラミック基板、20はSi
O2保護膜8は重合物である。
第4図を参照して本実施例の製造方法を示すと、まず、
Si−C系セラミック基板上19にSiO2下地膜15をスパッタ
により成膜した。次に、パーマロイによる下ポール17を
スパッタにより成膜し、フォトリソグラフィー技術を用
いて所定形状にエッチングした。その後、テトラヒドロ
キシシラン11%エチルアルコール溶液20重量%、n−ブ
チルアルコール80重量%の溶液を基板回転速度2000rpm
でスピン塗布し、100℃の温度で6時間電気炉中で焼成
した。
テトラヒドロキシシランは、Si(OR)なる化学式で表
わされるテトラアルコキシシランの脱水縮合重合によっ
て製造され、Rはアルキル基、すなわち、メチル基、エ
チル基、プロピル基およびブチル基のいずれであっても
よい。テトラアルコキシシランは低級アルコールに可容
であり、かつ、水あるいはカルボン酸により容易に加水
分解されてテトラヒドロキシシランになる。このテトラ
ヒドロキシシランのアルコール溶液から溶媒を蒸発させ
ると、テトラヒドロキシシランに含まれるシラノール基
Si−OHの脱水縮合重合反応により、SiとOの三次元網状
重合物を形成する。
焼成後の重合体8の表面プロファイルは第4図に示すよ
うに、下ポールの両端に鋭敏なエッジを覆い、かつ、下
ポール17による段差を軽減した。従って、他の段差解消
層がなくとも、その上に作製するコイル16の断線事故は
起きなかった。この時の重合体の厚さは下ポール17上で
0.1μmとなり、同時に狭ギャップ化も達成されたその
後、パーマロイによる上ポール18をスパッタにより成膜
し、フォトリソグラフィー技術を容いて所定の形状にエ
ッチングし、その上にSiO2保護膜20をスパッタにより成
膜した。薄膜トランスジューサ完成後、基板19を切断
し、研摩し、リジッドディスク用スライダに加工した。
スライダ加工後の、基板19および保護膜20に対する重合
物8のリセスは、200Åであった。
このようにしてテトラヒドロキシシランの重合物8をギ
ャップ層兼、段差解消層として用いた薄膜磁気ヘッドで
は、レジンを段差解消層として用いた薄膜磁気ヘッドと
比較して、温度サイクル試験後のコイルの短絡、断線事
故が少なく、高い信頼性を得ることができた。
尚、本実施例においては基板19としてSi−C系セラミッ
ク基板、上ポール18および下ポール17の材料としてパー
マロイ、下地膜15および保護膜20としてSiO2を用いてい
るが、他に基板19としてAl2O3−TiC系セラミック基板、
チタン酸カルシウム基板、チタン酸バリウム基板、非磁
性フェライト基板などを用いることができ、上ポール18
および下ポール17の材料としてCoTaZrアモルファス膜、
CoTaZrアモルファス膜などのCo系アモルファス膜や、セ
ダスト膜、窒化鉄膜などを用いることができる。さら
に、下地層15および保護膜20として、Al2O3膜、SiN膜な
どを用いることができる。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明では薄膜磁気ヘッドのギャッ
プ材料としてオルガノシラノール又はテトラヒドロキシ
シランの熱分解物を使用することで、ギャップ部に接着
機能および、段階解消機能を持たせることができ、ギャ
ップ部の寸法精度の信頼性に大幅に向上したばかりでな
く、量産性も大きく向上した。さらに、加熱処理温度を
軟磁性薄膜の磁気特性が劣化する温度以下に設定できる
ため、製造保留が大きく向上した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例による薄膜磁気ヘッドの構成
を示す斜視図、第2図(a),(b),(c)は本発明
の実施例による薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す斜視
図、第3図(a),(b)は本発明の他の実施例による
薄膜磁気ヘッドの斜視図、第4図は本発明の積層型薄膜
磁気ヘッドに対する実施例を示す斜視図であり、図にお
いて、1……基板、2……軟磁性膜、3……金属アルコ
キシドを溶かした溶液、4……コイル、5……保護膜、
6……ギャップ面、7……コイル巻き溝、8……重合
物、9……媒体対向面、10,11……フェライト基板、12
……絶縁層、13……磁気抵抗効果素子、14……導体、15
……下地層、16……コイル、17……下ポール、18……上
ポール、19……基板、20……保護膜である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ギャップを形成する工程を備えた磁気ヘッ
    ドの製造方法において、オルガノシラノール又はテトラ
    ヒドロキシシランを溶かした溶液をギャップ形成面に塗
    布する工程と、200度以下の温度での加熱処理によって
    前記オルガノシラノール又は前記テトラヒドロキシシラ
    ンを熱分解する工程とを備えたことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッドの製造方法。
JP61063318A 1986-03-19 1986-03-19 薄膜磁気ヘッドの製造方法 Expired - Lifetime JPH0727617B2 (ja)

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