JPH07282555A

JPH07282555A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH07282555A
Application number: JP7222894A
Authority: JP
Inventors: Masaru Suzuki; 勝鈴木; Tadashi Yamaguchi; 正山口; Fumio Nitanda; 文雄二反田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ヘッドの信頼性を向上させ、熱膨張係数
の差等により応力がかかることにない磁気コアを利用
し、磁気コアの磁気異方性が設計した際の本来の方向か
ら変化せず、出力が高くノイズの少ない磁気ヘッドを提
供する。【構成】非磁性体からなるスライダの磁気記録媒体と
の摺動面の流出端側に、記録あるいは再生を行なうため
の磁気コア部が設けられた磁気ヘッドにおいて、磁気コ
ア部を除いた前記摺動面に、酸化物よりなる保護膜が形
成されて成る磁気ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ用ハード
ディスクドライブの構成部品である磁気ヘッドに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】情報の外部記憶装置としてコンピュータ
等に用いられるハードディスクドライブでは、記憶の大
容量化および装置の小型化が望まれ、記録再生のさらな
る高密度化が進んでいる。このためには、磁気記録媒体
を効果的に磁化する、あるいは磁気記録媒体からの再生
出力信号を大きくする目的で、記録再生時における磁気
ヘッドと磁気記録媒体の間隔を小さくする必要がある。
一方、記憶デ−タの高速転送化も進んでおり、磁気記録
媒体の回転数を高くすることも必要とされている。した
がって、磁気ヘッドが使用される条件は、高速回転時で
の低浮上保証というかなり過酷な条件であり、今後もま
すます厳しくなる状況にある。

【０００３】一般に、ドライブ装置の稼働は、磁気ヘッ
ドが磁気記録媒体に接触した状態から、磁気記録媒体の
回転に伴って生じる空気流による揚力を受け浮上し、記
録または再生を行なった後に、磁気ヘッドが磁気記録媒
体上に静止するというＣＳＳ方式（Contact Start and
Stop）により行なわれている。したがって、磁気ヘッド
が静止から浮上するまで及び着地から静止するまでの
間、磁気ヘッドと磁気記録媒体は摺動することになる。
この動作が、実際に使用する際には何回も繰り返される
わけであるが、両者が擦り合わされるため、部分的に吸
着を起こすようになり、両者の間の摩擦係数は徐々に増
加していく。磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸着が強く
摩擦係数の増加が著しい場合には、磁気ヘッドを支持し
ているジンバルを変形させたり、あるいは磁気記録媒体
に傷をつけることがある。このような現象が起きてしま
うと、一度記憶させた情報を再生させることが不可能に
なるため、情報の外部記憶装置としての信頼性は非常に
低くなり、多くの人々の利用を妨げることになる。

【０００４】磁気ヘッドの信頼性は、この現象を利用し
て評価されている。ＣＳＳ方式により、磁気ヘッドと磁
気記録媒体が接触及び摺動する際の摩擦係数が、接触回
数（ＣＳＳ回数）とともにどのように変化していくかを
調べたＣＳＳ特性と呼ばれる評価法が用いられており、
ＣＳＳ回数が増加しても摩擦係数の増大の小さいものが
信頼性が高いとして判断されている。このような信頼性
を向上させることを目的として、磁気ヘッドと磁気記録
媒体の各々の摺動面は、両者の吸着を防ぐために様々な
処理が施されている。磁気記録媒体では、テクスチャー
と呼ばれる凹凸をつけ磁気ヘッドとの接触面積を小さく
することや、表面にカーボン保護膜や潤滑膜をつけ滑り
やすくすることなどの処理がなされている。一方、磁気
ヘッドでも、特開昭59-127214号公報、特開平2-27515号
公報及び特開平4-302880号公報等に開示されるように、
磁気記録媒体との摺動面に保護膜をつけることにより、
信頼性を向上させるという検討がなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、記録密度が
高くなるにつれて、磁気記録媒体からの信号強度は微弱
になるため、ノイズの発生を抑制することも重要になっ
てくる。ノイズの発生が磁性体の磁区構造や磁壁の移動
等と密接に関係していることは良く知られており、磁区
構造の制御が必要になる。この磁区構造は、磁性体の磁
気異方性に依存し、磁化容易軸や磁化困難軸の方向によ
り変化する。したがって、磁気ヘッドに用いられている
磁気コアの磁気異方性も正確に制御することが要求され
る。しかしながら、磁区構造や磁気異方性は、外部から
加えられる応力によって変化してしまうことがある。こ
の現象は、磁気コアの一部または全部に用いられている
磁性膜では、膜面内方向についても、膜面に対して垂直
方向についても同様のことが言える。したがって、磁性
膜つまり磁気コアに対しては、ノイズの発生に関わるよ
うな応力はかからない方がよい。

【０００６】しかしながら、上記した従来例では、磁気
ヘッドの信頼性を向上させるために、スライダの磁気記
録媒体との摺動面全面に保護膜をつけており、実際に記
録再生を行なう磁極部も保護膜で覆われている。そのた
め、保護膜と接している部分では熱膨張係数の差等によ
り応力がかかることになり、それによって磁気コアにお
ける磁壁の移動が妨げられたり、磁気コアの磁気異方性
が磁気ヘッドを設計した際の本来の方向から変化してし
まい、出力低下やノイズの増加を引き起こすといった問
題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために、非磁性体から成るスライダの磁気記
録媒体との摺動面の流出端側に記録あるいは再生を行な
うための磁気コア部が設けられた磁気ヘッドにおいて、
磁気コア部を除いた摺動面に酸化物保護膜を形成するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】本発明においては、磁気ヘッドスライダの磁気
記録媒体との摺動面であって、磁極部を除いた部位に、
酸化物の保護膜を形成するため、磁気ヘッドの耐摺動特
性を向上させるばかりでなく、磁気コア部に不必要な応
力がかかっていないため、ノイズの発生を誘起しない磁
気ヘッドの製造が可能となる。

【０００９】ここで、高硬度の酸化物としては、高硬度
である酸化ケイ素、酸化アルミニウム、あるいは酸化ジ
ルコニウムが最適である。また、その膜厚は浮上型及び
接触型磁気ヘッドにおいては浮上損失となり、記録時の
漏洩磁界減少や再生時の出力減少を誘起するため、２０
ｎｍ以下が望ましい。例えば、膜厚が３０ｎｍ以上と厚
くなった場合には、スライダ材質と保護膜の付着力の観
点から、膜剥離が生じることもある。膜厚が２ｎｍ以下
の場合は、膜が均一な層を形成せずに耐摺動特性の改善
効果が見られない。ない、上記保護膜の表面形状は、下
地基板の形状を反映したもの、または膜の成長機構が反
映された新たな形状のいずれであっても良い。

【００１０】本発明の保護膜は、図１に示すように薄膜
誘導型あるいは記録再生分離型の磁気ヘッドについて、
磁極部以外のスライダの磁気記録媒体対向面に形成され
る。保護膜は、灰色で示した部分である。この様な構造
を実現するためには、磁極部を形成する前に高硬度保護
膜を成膜するか、あるいは磁極部を形成した後にフォト
リソグラフィや遮蔽板などを用いて磁極部近傍をマスク
し、高硬度保護膜を成膜すればよい。なお、これらの保
護膜を形成する方法としては、スパッタリング等の方法
が挙げられる。コンポジット型の磁気ヘッドについて
も、若干磁極部の位置が異なるが、同様の保護膜が形成
できる。ところで、高純度酸化物保護膜を形成する代わ
りに、上記した方法により磁極部近傍をマスクし、シリ
コン、アルミニウム、ジルコニウム等の金属単体膜を形
成した後、イオン打ち込み等の方法により酸素と反応さ
せ、酸化物を形成するような方法でもよい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を、実施例に従って説明する。

【００１２】（実施例１）磁気ヘッドのスライダ面上に
スパッタリング法により、酸化ケイ素の保護膜を１５ｎ
ｍの膜厚で形成した。スライダ材として、CaTiO₃、Al₂O
₃・TiCを用いた場合のＣＳＳ特性の評価を行った結果
を、保護膜を形成しない場合と比較して、それぞれ図
２、及び図３に示す。

【００１３】（実施例２）実施例１と同様に、CaTiO₃ス
ライダ上に１５ｎｍの膜厚の酸化アルミニウム保護膜お
よび酸化ジルコニウム保護膜を形成した。この時のＣＳ
Ｓ特性について評価した結果を図４に示す。

【００１４】（実施例３）スライダ材にCaTiO₃を用い
て、酸化ケイ素保護膜の膜厚を変化させた磁気ヘッドに
ついて、ＣＳＳ特性を評価した結果を図５に示す。ここ
で、縦軸の摩擦係数は、ＣＳＳ特性を５万回評価した後
の値を示している。

【００１５】（実施例４）種々の磁気ヘッド及び磁極部
にも保護膜がついている磁気ヘッドについて、磁気ヘッ
ドの電磁変換特性としてＳ／Ｎを測定した。測定結果及
び測定時の出力波形の歪を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】ノイズの測定はスペクトラムアナライザー
により行ない、測定機系ノイズを基準として、ｒｍｓ値
を用いて算出した。測定周波数は１６ＭＨｚまで行い、
媒体の保磁力は１８００Ｏｅ、Ｂｒδは４５０Ｇμｍで
あるものを用いた。また、測定時における磁極部の浮上
量は０．０７５μｍ、書き込み周波数は８ＭＨｚとし
た。さらに、磁気ヘッドは、コンポジット型メタルイン
ギャップヘッド（ＭＩＧ）、薄膜ヘッド（ＴＦＩ）、及
び記録再生分離型ヘッド（ＴＦＩ／ＭＲ）の３種類を用
いて測定を行なった。

【００１８】

【発明の効果】図２より、保護膜を形成しない場合に
は、ＣＳＳ回数が約１万回で摩擦係数は１．０以上にな
った。一方、酸化ケイ素保護膜を形成した場合は、ＣＳ
Ｓ回数が増加しても摩擦係数の増加はわずかであり、明
らかに磁気ヘッドの信頼性が向上した。図３より、スラ
イダ材にAl₂O₃・TiCを用いた場合でも同様に、酸化ケイ
素保護膜を形成することにより、摩擦係数の増加は非常
に小さく、磁気ヘッドの信頼性が向上した。したがっ
て、スライダ材の材質によらず、保護膜を形成すること
によって摩擦係数の増加が抑制されることがわかる。

【００１９】酸化アルミニウムの場合は、酸化ケイ素保
護膜の場合とほとんど同様のＣＳＳ特性を示し、かなり
信頼性が向上していることが分かる。また、酸化ジルコ
ニウム保護膜の場合でも、摩擦係数は若干大きく５万回
での摩擦係数は約０．７であるが、信頼性が大幅に向上
した。さらに、図５のＣＳＳ特性の結果より、膜厚が２
ｎｍ以上では、摩擦係数の値はかなり小さく、どれも信
頼性が向上していることが分かる。しかし、膜厚が２０
ｎｍを超えた場合には保護膜の剥離が生じ、適当な膜厚
が２０ｎｍ以下であることも分かる。

【００２０】表１より、磁極部に保護膜が存在するヘッ
ドと存在しないヘッドとを比較すると、保護膜の材質に
関しては特に差が現れておらず、どの保護膜でも磁極部
に保護膜が存在する場合には同様にＳ／Ｎは低下する。
これは、膜厚が大きくなるとさらに小さくなる傾向とな
っている。一方、磁極部に保護膜が存在しない場合は、
膜厚が１５ｎｍ以下ではＳ／Ｎは変化していないが、２
５ｎｍでは約７％、さらに５０ｎｍでは約１５％低下し
ている。磁気ヘッドの種類について差を見ると、保護膜
の有無は、ＭＩＧヘッドに比べ、とりわけＴＦＩヘッド
及びＴＦＩ／ＭＲヘッドについて効果が著しいこともわ
かる。また、出力波形の歪は、磁極部に保護膜が存在す
る場合には歪み、存在しない場合には歪んでおらず、歪
みの程度はＴＦＩやＴＦＩ／ＭＲの方が激しかった。し
たがって、電磁変換特性の観点からも、本発明が有効で
あることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ヘッドの外観図

【図２】スライダ材にCaTiO₃用いて酸化ケイ素保護膜を
形成した時のＣＳＳ特性

【図３】スライダ材にAl₂O₃・TiCを用いて酸化ケイ素保
護膜を形成した時のＣＳＳ特性

【図４】酸化アルミニウムあるいは酸化ジルコニウム保
護膜を形成した時のＣＳＳ特性

【図５】保護膜の膜厚に対するＣＳＳ特性５万回評価時
の摩擦係数

【符号の説明】

１１スライダ１２エアベアリング面１３磁気コア１４流入端側テーパ部１５浮上角１６流入端１７流出端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性体からなるスライダの磁気記録媒
体との摺動面の流出端側に、記録あるいは再生を行なう
ための磁気コア部が設けられた磁気ヘッドにおいて、磁
気コア部を除いた前記摺動面に、酸化物よりなる保護膜
が形成されて成ることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】前記保護膜の膜厚が、２ｎｍ以上、２０
ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気
ヘッド。
【請求項３】前記酸化物の主成分が、酸化ケイ素、あ
るいは酸化アルミニウム、あるいは酸化ジルコニウムで
あることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の磁気
ヘッド。