JPH0785438A

JPH0785438A - 磁気ヘッドとその製造方法

Info

Publication number: JPH0785438A
Application number: JP5251115A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kiuchi; 克己木内; Eishin Yamakawa; 栄進山川; Yoshisuki Kitamoto; 善透北本; Makoto Watanabe; 真渡辺
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-09-12
Filing date: 1993-09-12
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】コンピュータの外部記憶装置として用いられて
いる磁気ディスク装置や磁気テープ装置における磁気ヘ
ッド、特に磁気ヘッドのスライダとその製造方法に関
し、磁気ヘッド側においても磁気ディスク面との摺動性
を改善することを目的とする。【構成】電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスライダに
おいて、少なくとも摺動面側に炭素系保護層２７を積層
し、その上に潤滑剤２８の層を設けてなる構成とする。
あるいは、電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスライダ
において、少なくとも摺動面側に炭素系保護層２７およ
び潤滑層２８を順次積層した磁気ヘッドを製造する際
に、該潤滑層２８を塗布した後に、紫外線を照射して完
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置として用いられている磁気ディスク装置や磁気テ
ープ装置における磁気ヘッドに関し、特に磁気ヘッドの
スライダとその製造方法に関する。

【０００２】近年、情報量の増大に伴い、磁気ディスク
装置に対して、より一層の高密度、大容量化が切望され
ている。この大容量化、高密度化を促進する上で、現在
のキーテクノロジーとなっているのが、ヘッド・媒体系
の高性能化とヘッド・媒体間の浮上隙間の低減である。
実際、各メーカでは、ヘッド・媒体系で磁気抵抗効果型
ヘッドや垂直記録用ヘッド・媒体の新規適用を図る一
方、ヘッド・媒体間の低浮上化は０.1μｍレベルまで至
っている。

【０００３】

【従来の技術】図１４は磁気ディスク装置の内部構造の
全容を示す平面図であり、磁気ディスクＤが高速回転し
ている状態で、その半径方向に磁気ヘッド７が移動して
シーク動作し、情報の記録／再生が行なわれる。この磁
気ヘッド７の位置で磁気ディスクＤ切断し拡大すると、
図１０のようになる。

【０００４】薄膜型の磁気ディスクＤにおいて、１はア
ルミニウムやガラスなどの非磁性体からなる基板であ
り、その表面に、機械的強度を上げるためにNiＰめっき
層２を形成した状態で、Co合金の水平配向性を高めるた
めのCr下地層３を1000Å程度スパッタ成膜してある。そ
して、CoCrTaまたはCoNiCrなどの磁性材を５00Å程度ス
パッタして薄膜磁性膜４を形成した後、保護膜５として
カーボンなどを３00Å程度スパッタし、最後にパーフロ
ロポリエーテルなどのようなフッ素系の潤滑層６を数十
Å程度塗布して、完成する。

【０００５】この磁気ディスクＤを矢印a₁方向に高速回
転させ、風力によって磁気ヘッドスライダ７が微小量浮
上した状態で、ヘッド素子部８によって、磁気ディスク
Ｄに情報の記録／再生を行なう。磁気ヘッドのスライダ
７は、ジンバル１０を介してスプリングアーム１１に取
り付けられ、キャリッジ１２の駆動アーム１３でシーク
動作が行なわれる。このように、機構の簡便さから、装
置の起動・停止時にはコアスライダが浮上せず摺動する
ＣＳＳ(Cotact Start Stop )方式が普及している。

【０００６】図10の磁気ヘッドはモノリシック型である
のに対し、図１１は薄膜磁気ヘッドであり、ヘッド素子
部１４が薄膜技術で形成され、かつAl₂O₃などの保護膜
で覆われている。スライダ７は、摺動面の左右に浮上レ
ール１５、１６を有しており、そのヘッド素子部１４と
反対側に、空気流を取り込む流入斜面１５ｓ、１６ｓが
形成されている。

【０００７】図１２、図１３は図１１に例示するような
薄膜磁気ヘッドの量産方法を示す図であり、図１２は基
板上に多数のヘッド素子部をマトリックス状に形成する
方法を示し、図１３（１）（２）は１列のスライダブロ
ックからスライダを１個ずつ分離し仕上げる方法を示
す。

【０００８】図１２に示すように、フェライトやAl₂O₃T
iCなどの基板７ｗ上に多数のヘッド素子部１４…をマト
リックス状に薄膜技術で一斉に作製した後、最終的には
切断線１８、１９に示す位置から１個ずつ分離すると、
図１１のような薄膜磁気ヘッドが完成する。しかしなが
ら、作製順序としては、まず横方向の切断線１８の位置
で切断分離して、ヘッド素子部14が１列に並んだコアス
ライダブロック20を形成する。

【０００９】こうして分離されたコアスライダブロック
20を、１本ずつ研削加工することで、図１３（１）に示
すように、浮上レール１５、１６を形成する。すなわ
ち、左右の浮上レール１５、１６間の溝２１や、隣接す
るスライダ間の溝２２を形成する。次いで、溝２２の中
心の切断線１９の位置で１個ずつ切断分離した状態で、
図１３（２）のように治具２３に一定間隔で貼り付け、
ゴム定盤２４に貼り付けたラッピングテープ２５に押し
つけて摺動させ、浮上レール１５、１６の周縁のエッジ
を研摩しＲ面取りする。Ｒ面取りの後、治具２３から剥
がして、１個ずつ図10のように、スプリングアーム１１
先端のジンバル１０に接着固定すると、磁気ディスクＤ
が高速回転したときの風力でスライダ７が微小量Ｇだけ
浮上した状態で、情報の記録／再生が行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＣＳＳ方式の装置で
は、磁気ディスクの回転開始時や停止時には、風力によ
る浮上力は発生しないので、スライダ７は磁気ディスク
の潤滑層６に摺動することになる。このときに、磁気デ
ィスクの潤滑層６とコアスライダ７双方で徐々に摩耗が
進行し、最悪の場合は磁気ディスクの磁性膜４中の情報
が消失するといった致命的な事態を招く恐れがある。

【００１１】このような障害を防止するため、図10に示
したように磁気ディスク表面に炭素系保護層５を形成
し、かつ潤滑剤の層６を形成し、磁気ディスク表面の摩
耗低減を図っている。ところが、磁気ディスク装置のパ
ーソナル化が進み、磁気ディスクの起動・停止の頻度が
増える小型の装置では、ＣＳＳ頻度も大型装置に比べる
と格段に多いため、一層の耐摩耗対策が必要となる。

【００１２】磁気ディスク装置において、磁気ディスク
表面の摩耗が進行し摩耗粉が増えると、磁気ディスク表
面の潤滑剤と混合してデブリ(debris)になる。すなわ
ち、潤滑剤の粘性のために摩耗粉を集めて団子状に肥大
化する。摺動時に発生した摩耗粉と潤滑剤との塊である
デブリは粘土状であり、図10のスライダ７に２６のよう
に付着して、スライダのバランスをくずすので、安定浮
上が困難となり、高速回転時に磁気ディスク面に衝突し
て、ヘッドクラッシュを来す恐れがある。また、図示の
ように流入斜面15ｓや16ｓに付着すると、浮上量が低下
し、磁気ディスク面と接触し易くなる。

【００１３】デブリが磁気ディスク面に付着すると、Ｃ
ＳＳ動作時に、磁気ディスク面とスライダとが密着して
しまい、起動時にモータの負荷が大き過ぎて、磁気ディ
スクが回転不能となったり、スライダが磁気ディスク面
から引き剥がされたときの反動で磁気ディスク面に衝突
し、ヘッドクラッシュを引き起こしたり、磁気ディスク
面を傷つけるなどの障害に至る。

【００１４】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、磁気ヘッド側においても磁気ディスク面との摺
動性を改善することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１は、図１（ａ）
に例示するように、電磁変換素子を搭載した磁気ヘッド
スライダにおいて、少なくとも摺動面側に炭素系保護層
２７を積層し、その上に潤滑剤の層２８を設けてなる磁
気ヘッドである。

【００１６】請求項２は、請求項１の炭素系保護層が、
水素含有量20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）
以上の水素含有炭素膜であることを特徴とする。なお、
本明細書における水素含有量20％などの数値は、平均値
を指す。

【００１７】請求項３は、図１（ｂ）に例示するよう
に、請求項１の水素含有炭素膜が、磁気ヘッドスライダ
７側に対し潤滑層２８側が、相対的に水素含有量の少な
いことを特徴とする。

【００１８】請求項４は、請求項３の水素含有炭素膜
が、磁気ヘッドスライダ７側は、水素含有量20％（ある
いはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）以上の第１炭素膜27１
であり、潤滑層２８側は水素含有量20％（あるいはＣ−
Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）未満の第２炭素膜27２であるこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項５は、請求項３の水素含有炭素膜に
おいて、磁気ヘッドスライダ７側と潤滑層２８側との間
の水素含有量が徐々に変化するように連続的に成膜され
ていることを特徴とする。

【００２０】請求項６は、請求項５の水素含有炭素膜に
おいて、磁気ヘッドスライダ７側が水素含有量20％（あ
るいはC-Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）以上であり、潤滑層２
８側が水素含有量20％（あるいはC-Ｈ量が0.4 ×10²²cm
^-3）未満であることを特徴とする。

【００２１】請求項７は、請求項１〜６の潤滑層２８
が、水酸基もしくは芳香族の官能基を有するパーフロロ
ポリエーテルであることを特徴とする。

【００２２】請求項８は、磁気ヘッドの製造方法であ
り、図１（ｃ）に例示するように、電磁変換素子を搭載
した磁気ヘッドスライダ７において、少なくとも摺動面
側に炭素系保護層２７および潤滑層２８を順次積層した
磁気ヘッドを製造する際に、該潤滑層２８を塗布した後
に、該潤滑層に紫外線を照射することを特徴とする。

【００２３】請求項９は、請求項８のように磁気ヘッド
を製造する際に、水素含有炭素膜を、磁気ヘッドスライ
ダ７側に対し潤滑層２８側が相対的に水素含有量が少な
くなるように成膜し、その上に潤滑層を塗布し、かつ紫
外線を照射することを特徴とする。

【００２４】請求項10は、請求項８、９の紫外線照射の
後に、溶媒でリンス処理を行なうことを特徴とする。

【００２５】

【作用】請求項１のように、磁気ヘッドスライダの少な
くとも摺動面側に炭素系保護層２７を積層し、その上に
潤滑剤の層２８を設けた構成とすることで、機械的特性
にすぐれた炭素系保護層２７が磁気ディスク面と対向す
るので、ヘッドクラッシュなどのスライダ摺動面の損傷
を防止できる。しかも、炭素系保護層と潤滑剤との付着
力が高いため、摩耗粉が発生しにくくなる。

【００２６】請求項２のように、スライダ摺動面の炭素
系保護層が20％以上の水素あるいは0.4 ×10²²cm^-3以上
のＣ−Ｈ量を含む水素含有炭素膜であると、硬度や耐衝
撃性などの機械的特性にすぐれていてヘッドクラッシュ
などを起こしにくい上に、表面に潤滑剤が付着している
ので、磁気ディスク面との摺動性が向上する。

【００２７】請求項３〜６の磁気ヘッドのように、水素
含有炭素膜のスライダ７側が、潤滑層２８側より相対的
に水素含有量が多いため、磁気ヘッドが磁気ディスク面
に衝突した時の耐衝撃性などの機械的特性が高くヘッド
クラッシュなどを起こしにくく、耐久性にすぐれてい
る。

【００２８】一方、潤滑層２８側の水素含有炭素膜は、
水素含有量が少ないので、官能基を有するパーフロロポ
リエーテルなどの潤滑剤の付着力が極めて強く、潤滑作
用を長期間維持できる。このように、本発明の磁気ヘッ
ドは、磁気ディスク面に接触したときの保護層としての
機械的強度と、磁気ディスク面との潤滑作用を司る潤滑
剤の付着力の両方の要望を満たすことができる。

【００２９】請求項５、６のように、水素含有炭素膜の
スライダ７側と潤滑層２８側との間の水素含有量が徐々
に変化するように連続的に成膜されていることで、水素
含有炭素膜の膜内結合力が高まり、磁気ヘッドの耐久性
が向上する。

【００３０】請求項７のように、潤滑剤として、水酸基
あるいは芳香族を官能基とするパーフロロポリエーテル
を用いた場合、化学反応性が高いので反応時間を短縮で
き、磁気ヘッド製造の所要時間を短縮できる。しかも、
潤滑剤と炭素系保護層間の結合力も高まり、スライダ摺
動面の潤滑層が長寿命となる。

【００３１】請求項８、９のように、磁気ヘッドスライ
ダの炭素系保護層２７の上に潤滑層２８を塗布した後
に、紫外線を照射することで、炭素系保護膜２７と潤滑
層２８との間の化学結合力が促進されるので、コアスラ
イダ表面の潤滑剤の膜減り現象が抑制され、長期間にわ
たって潤滑性能を維持できるほか、摩耗粉によるデブリ
の発生を抑制できる。

【００３２】請求項10のように、請求項８、９の紫外線
照射の後に、溶媒リンス処理を行なうことで、炭素系保
護層との化学吸着力の強い潤滑剤のみが残存するので、
より長期間に渡って潤滑作用を維持できる。

【００３３】

【実施例】次に本発明による磁気ヘッドとその製造方法
が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明す
る。

【００３４】〔磁気ヘッドについて〕図１（ａ）は本発
明による磁気ヘッドの第１実施例を示す要部断面図であ
り、電磁変換素子１４を搭載した磁気ヘッドスライダ７
において、その少なくとも摺動面７ａ側に炭素系保護層
２７が積層され、その上に潤滑剤の層２８が積層されて
いる。

【００３５】この炭素系保護層２７と潤滑層２８は、ス
ライダ表面の磁気ディスクＤと接触する恐れのある表
面、すなわちスライダの少なくとも摺動面側に設ければ
足りる。炭素系保護層２７はスパッタ法で成膜し、潤滑
剤の層２８は塗布法で容易に成膜するのが良い。

【００３６】なお、スライダ摺動面に炭素系保護層27と
潤滑層２８を積層するには、図１１のような磁気ヘッド
を完成した後に、最後に１個ずつ積層してもよいが、図
１３（１）のように一体に連結しているブロックを１本
または複数本、治具に取り付けて炭素系保護膜２７をス
パッタしてもよい。潤滑剤の塗布は、ブロック状態で行
なってもよく、完成後に塗布してもよい。また、図１３
（２）のように、Ｒ面取りを行なう場合は、Ｒ面取りの
後に、複数個のスライダを治具に取り付けて一斉に、炭
素系保護層２７と潤滑層２８を積層する。

【００３７】図１のスライダにおける炭素系保護層２７
は、請求項２のように、20％以上の水素あるいは0.4 ×
10²²cm^-3以上のＣ−Ｈ量を含む水素含有炭素膜で構成す
ると、従来のノーマルカーボンより硬度や耐衝撃性など
の機械的特性にすぐれているため、ヘッドクラッシュな
どを起こしにくい。また表面に潤滑剤が付着しているの
で、磁気ディスク面との摺動性が向上する。なお、本発
明は、スライダ形状や材料の異なる各種のスライダに適
用できる。

【００３８】〔本発明による磁気ヘッドの評価につい
て〕次に、本発明のようにスライダ摺動面に炭素系保護
層27と潤滑層28を積層することによる作用・効果を、実
験例に基づいて説明する。図２は作用・効果の評価用に
作製した磁気ヘッドスライダであり、（ａ）は請求項
１、２のように、磁気ヘッドスライダ７の少なくとも摺
動面７ａ側に炭素系保護層２７を積層し、その上に潤滑
剤の層２８を設けてある。

【００３９】（ｂ）は磁気ヘッドスライダ７側に、水素
含有量20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）以上
の第１炭素膜27１を成膜し、その上に水素含有量20％
（あるいはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）未満の第２炭素
膜27２を成膜し、潤滑層２８を積層してある。

【００４０】このように層構造の異なる２種類の評価用
サンプルを数種類作製し、それぞれのサンプルの炭素系
保護層27、２71・27２の水素含有量をパラメータとし
て、潤滑層２８との付着性を調査した結果を図３に示
す。

【００４１】図２（ａ）に示す炭素系保護層が１層構成
の評価サンプルは、スパッタリング装置を用いて、Al₂O
₃TiC製の基板上に、水素含有炭素保護膜27を５00Åスパ
ッタ成膜した後、その上に芳香族を官能基にもつパーフ
ロロポリエーテル（商品名：フォンブリンＡＭ3001、モ
ンテカチーニ社製) を約25Åの厚さで塗布し、完成し
た。なお、炭素系保護膜27の水素含有量は、Arとメタン
ガスの混合比を変えることによって制御し、また潤滑剤
の付着性は、フッ素系溶剤によるリンス後の残存量によ
って評価した。

【００４２】図３から明らかなように、水素含有炭素膜
２７中の水素含有量が20％を越え、33％、52％、54％と
なると、初期膜厚25Åの潤滑層がリンス後は５Å程度し
か残っておらず、官能基をもつ潤滑剤といえども、その
付着性が著しく低下してしまうことが分かる。つまり、
水素含有量20％以上の炭素系保護層は、機械的特性はす
ぐれているが、潤滑剤との付着力が弱い。

【００４３】図４は図３の測定結果をグラフ化して、炭
素系保護層中の水素含有量と潤滑剤の付着性との関係を
示したものである。この図からも明らかなように、炭素
系保護層中の水素含有量が減少するほど、溶媒リンス後
の残存潤滑剤の膜厚が厚くなる傾向にあり、潤滑剤付着
性の効果が現れている。

【００４４】図５は第１６回日本応用磁気学会学術講演
概要集（１９９２年）第５２９頁で紹介されているもの
であり、横軸は水素含有量、縦軸はビッカース硬度であ
る。この図からも明らかなように、水素含有量が約５２
％以下では、水素含有量が増えるほどカーボン膜硬度が
増し、耐摩耗性、耐衝撃性が向上する。

【００４５】図２（ｂ）のように、炭素系保護層が第１
炭素膜２71と第２炭素膜27２との２層構成の磁気ヘッド
スライダも、スパッタリング装置を用いて、Al₂O₃TiC基
板上に、水素含有量が20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.４×
10²²cm^-3）以上の第１炭素膜２71を成膜し、その上に水
素含有量20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.４×10²²cm^-3）未
満の第２炭素膜27２を成膜する。潤滑層２８は官能基を
有するパーフロロポリエーテルで構成されている。

【００４６】図３から明らかなように、水素含有量が20
％を越えると、潤滑剤の付着性は劣るが、機械的特性に
すぐれている。一方、水素含有量が20％未満、すなわち
16％の場合は、溶媒でリンス後でも、10Åの潤滑剤が残
っており、付着性にすぐれていることが分かる。

【００４７】したがって、図１（ｂ）のように、水素含
有量が20％以上で機械的特性にすぐれた第１炭素膜２71
上に、水素含有量が20％未満で潤滑剤との付着性にすぐ
れた第２炭素膜27２を積層した２層構造にすると、機械
的特性がよく耐久性にすぐれ、かつ潤滑剤との付着性が
よく潤滑作用の長い磁気ヘッドを実現でき、耐久性と信
頼性との双方の要望を実現できる。

【００４８】炭素系保護層が厚くなるほど、磁気ヘッド
のヘッド素子部14と磁気ディスクＤ間の距離が増大して
電磁変換効率が低下するので、２層保護層27１、27２を
合わせた膜厚は、５00Å以下とするのがよい。なお、潤
滑剤側の炭素系保護層27２は、潤滑剤の付着力が高まる
程度の膜厚で足り、機械的強度を高めるためのスライダ
側の炭素系保護層27１は、厚めに成膜するのがよい。

【００４９】本実施例では、炭素系保護層の形成法とし
て、メタンガスを混合したスパッタリング法を用いてい
るが、水素を含む混合ガスならよく、またスパッタリン
グ法に代わってＣＶＤ法などを利用してもよい。さら
に、潤滑剤も、フォンブリンＡＭ3001だけでなく、フォ
ンブリンZdolといった他の官能基をもつパーフロロポリ
エーテルを用いても、同様な効果が得られる。

【００５０】図２（ｂ）の説明では、第１炭素膜２71と
第２炭素膜27２との境界面で水素含有量が変化している
が、水素含有量を少しずつ変化させることもできる。こ
の場合は、スライダ７側の水素含有量を20％以上とし、
次第に水素含有量を減らすことで、潤滑層２８側の水素
含有量を20％以下とする。

【００５１】このように、水素含有量が次第に減少する
炭素系保護層とし、境界を無くすことで、炭素系保護層
内部の密着強度を高めることができる。したがって、図
１（ｂ）の実施例におけるスライダ摺動面上の炭素系保
護層27１と27２間を境がなくなるように、水素含有量を
連続的に変えるのも有効である。

【００５２】図２（ｂ）のように、第１炭素膜２71上に
第２炭素膜27２を成膜するには、図６（ａ）に示すよう
に治具ホルダー29に、スライダブロックを取り付けた治
具３４を保持させた状態で、キャリヤ30を図６（ｂ）に
示すようなＣｒターゲットｔ１、磁性材ターゲットｔ
２、水素含有炭素ターゲットｔ３、ｔ４の前を通過させ
て、スライダブロックの摺動面側に順次積層していく。

【００５３】図６（ｂ）において、スパッタ室３１中の
水素含有炭素ターゲットｔ３は、図２(b) における第１
水素含有炭素膜27１を形成するためのもので、スパッタ
室３１中のメタンガス混合比は１０％以上に設定され
る。次のスパッタ室３２中の水素含有炭素ターゲットｔ
４は、図２(b) における第２水素含有炭素膜27２を形成
するためのもので、スパッタ室３２中のメタンガス混合
比は１０％未満に設定される。

【００５４】そして、両スパッタ室３１、３２間の仕切
り開口３３を可能な限り狭くしておくと、図２（ｂ）の
ように第１炭素膜２71と第２炭素膜27２との間で水素含
有量の異なった成膜が行なわれる。

【００５５】〔磁気ヘッドの製造方法について〕次に紫
外線照射による磁気ヘッドの製造方法について説明す
る。図１（ｃ）に例示するするように、電磁変換素子１
４を搭載した磁気ヘッドスライダ７において、少なくと
も摺動面側に炭素系保護層２７および潤滑層２８を順次
積層した磁気ヘッドを製造する際に、該潤滑層２８を塗
布した後に、紫外線を照射して完成する。このように紫
外線照射することによる作用・効果を評価するために、
図７（ａ）（ｂ）のような評価用磁気ヘッドを作製し
た。

【００５６】（ａ）はスライダ７に炭素系保護膜27を成
膜後、潤滑剤を塗布して紫外線照射を行なった磁気ヘッ
ド、（ｂ）は潤滑剤塗布後に紫外線照射を行なわない磁
気ヘッドである。そして、両者の炭素系保護膜27の水素
含有量および紫外線照射時間をパラメータとして、潤滑
剤との付着性を調査した結果を図８に示す。

【００５７】図７（ｂ）に示す紫外線照射なしの評価サ
ンプルは、スパッタリング装置を用いて、Al₂O₃TiC基板
上に水素含有炭素保護膜２７を５00Å順次積層形成した
後、その上に芳香族を官能基にもつパーフロロポリエー
テル（商品名：フォンブリンＡＭ3001、モンテカチーニ
社製) を約25Åの厚さで塗布し、完成した。なお、炭素
系保護膜２７の水素含有量は、Arとメタンガスの混合比
を変えることによって制御し、また潤滑剤の付着性は、
フッ素系溶剤によるリンス後の残存量によって評価し
た。

【００５８】図８（２）から明らかなように、炭素膜２
７中の水素含有量が20％を越えて33％となると、紫外線
照射なしの場合、初期膜厚25Åの潤滑剤がリンス後は５
Å程度しか残っておらず、官能基をもつ潤滑剤といえど
も、その付着性が著しく低下してしまうことが分かる。

【００５９】これに対し、図７（ａ）のように、スパッ
タリング装置を用いて、Al₂O₃TiC基板上に水素含有炭素
系保護膜27を５00Åを成膜し、パーフロロポリエーテル
からなる潤滑剤を塗布して紫外線照射を30秒、60秒行な
うと、図８（２）のように水素含有量が33％の場合で
も、潤滑剤の残量は２倍以上に増えている。

【００６０】潤滑剤の付着力の指標として、“溶媒リン
ス後の潤滑膜厚／リンス前の潤滑膜厚”の比率を用いた
場合、図８（１）のように水素含有量が20％未満のノー
マル炭素膜上の潤滑剤は約40％であるが、図７（ａ）の
評価用磁気ヘッドも紫外線照射の条件により、その比率
を40％以上に設定することが可能となる。なお、紫外線
として、照度８mw、波長成分が18５nmと25４nmのものを
用いた。

【００６１】図９は別の測定結果であり、横軸は紫外線
照射時間、縦軸は潤滑層の厚さで、斜線領域は溶媒リン
ス後に残った膜厚である。（１）図と（２）図とでは潤
滑層の膜厚は異なるが、水素含有量が20％未満となるよ
うな雰囲気でスパッタされたノーマルカーボンの例であ
る。この場合でも、紫外線照射なしの場合に比べ、紫外
線を３０秒間以上照射すると、潤滑剤の付着性が向上し
ており、図８の結果と一致している。

【００６２】図９の（３）と（４）とでは潤滑層の膜厚
は異なるが、水素含有量が20％以上となるような雰囲気
でスパッタされたダイヤモンドライクカーボンの例であ
る。この場合も、紫外線を30秒間以上照射すると、潤滑
剤の付着が良くなっている。

【００６３】本発明者らは、上記の調査結果をふまえ、
図１（ｃ）のように、スライダ摺動面に水素含有量20％
未満のノーマルカーボン保護層27をスパッタ成膜し、か
つ潤滑剤を塗布した後、紫外線照射を行なって磁気ヘッ
ドを完成した。図８（１）および図９（１）（２）の結
果からも明らかなように、ノーマルカーボン膜に潤滑剤
を塗布した後に紫外線照射した場合は、潤滑剤の付着性
がさらに向上しているので、潤滑作用の更なる長寿命化
を実現できる。

【００６４】これに対し、図８（２）および図９（３）
（４）の結果からも明らかなように、水素含有量20％以
上の水素含有炭素膜に潤滑剤を塗布して紫外線照射した
ときも、同様に潤滑剤の付着性が向上するので、スライ
ダ摺動面に水素含有量20％以上の水素含有炭素膜27をス
パッタ成膜し、かつ潤滑剤を塗布した後、紫外線照射す
ると、潤滑剤の付着性が向上するほか、水素含有量20％
以上の水素含有炭素膜は機械的強度も高いので、硬度や
耐衝撃性にすぐれて磁気ヘッドが得られる。

【００６５】図６のスパッタ装置を用いて、水素含有量
20％以上の第１炭素膜２71の上に水素含有量20％未満の
第２炭素膜27２を積層し、潤滑剤を塗布した後に紫外線
照射すると、紫外線照射と水素含有量の少ない第２炭素
膜27２の潤滑剤付着作用が相まって、潤滑剤と水素含有
炭素系保護層との付着力がより向上する。したがって、
スライダ摺動面上に、水素含有量の多い第１炭素膜と水
素含有量の少ない第２炭素膜を成膜し、かつ潤滑剤塗布
後に紫外線照射を行なうと、潤滑剤の付着力をさらに高
めることができる。

【００６６】本評価用サンプルの作製に際しては、炭素
系保護層の形成法として、メタンガスを混合したスパッ
タリング法を用いているが、水素を含む混合ガスならよ
く、またスパッタリング法に代わってＣＶＤ法などを利
用してもよい。さらに、潤滑剤も、フォンブリンＡＭ30
01だけでなく、フォンブリンZdolといった他の官能基を
もつパーフロロポリエーテルを用いても、同様な効果が
得られる。潤滑剤の層の膜厚は、20Å以上で評価した
が、20Å以下の膜厚も可能であり、特に本発明により潤
滑剤の付着力が高くなると１０Å以下も可能である。

【００６７】

【発明の効果】本発明の磁気ヘッドのように、磁気ヘッ
ドスライダの少なくとも摺動面側に、水素含有量が20％
以上の、あるいはスライダ側と潤滑層側とで水素含有量
の異なる材質などの炭素系保護層を成膜し、その上に潤
滑剤の層を積層する構成は、機械的特性にすぐれた炭素
系保護層が磁気記録媒体面と対向するので、ヘッドクラ
ッシュなどのスライダ摺動面の損傷を防止できる。しか
も、炭素系保護層と潤滑剤との付着力が高いため、摩耗
粉やデブリが発生しにくく、かつデブリが発生したとし
てもスライダ摺動面に付着しにくくなる。

【００６８】また、磁気ヘッドスライダの炭素系保護層
の上に潤滑層を塗布した後に、紫外線を照射する磁気ヘ
ッド製造方法によると、炭素系保護膜と潤滑剤との間の
化学結合力が促進されるので、コアスライダ表面の潤滑
剤の膜減り現象が抑制され、長期間にわたって潤滑性能
を維持できるほか、摩耗粉によるデブリの発生を抑制で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ヘッドの各種実施例を示す要
部断面図である。

【図２】(a)(b)は評価用磁気ヘッドの模式断面図であ
る。

【図３】図２に示した二つの評価用磁気ヘッドの特性を
比較して示す図である。

【図４】図３の結果をグラフ化した図である。

【図５】水素含有量と炭素系保護層の膜硬度の関係を示
す図である。

【図６】水素含有量の異なる２層を連続スパッタする装
置を例示する図である。

【図７】紫外線照射による磁気ヘッド製造法と紫外線照
射なしの磁気ヘッド製造法を比較して示す磁気ヘッド模
式断面図である。

【図８】図７に示した二つの製造方法の特性を比較して
示す図である。

【図９】紫外線照射時間と潤滑剤付着量との関係を示し
た測定結果である。

【図10】従来の薄膜磁気ディスクの断面構造を示す図で
ある。

【図11】従来の薄膜型磁気ヘッドの斜視図である。

【図12】薄膜磁気ヘッドの量産方法を示す図である。

【図13】スライダブロック状態を示す側面図である。

【図14】磁気ディスク装置の内部構造の全容を示す平面
図である。

【符号の説明】

Ｄ磁気ディスク１非磁性基板２ NiＰめっき層３Ｃｒ下地層４磁気記録層（薄膜磁性膜）５炭素系保護層（保護膜）６潤滑剤の層７磁気ヘッドのスライダ 7a 磁気ヘッドスライダの摺動面 8,14 電磁変換素子（ヘッド素子部） 15,16 浮上レール 15s,16s,Ｓ流入斜面 26 デブリ 27 炭素系保護層 271 第１炭素膜（水素含有量20％以上) 272 第２炭素膜（水素含有量20％未満) 28 潤滑剤の層 31,32 スパッタ室 33 スパッタ室間の開口ｔ１〜ｔ４ターゲット

フロントページの続き (72)発明者渡辺真神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスラ
イダにおいて、少なくとも摺動面側に炭素系保護層２７
を積層し、その上に潤滑剤の層２８を設けてなることを
特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】前記の炭素系保護層２７が、水素含有量
20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）以上の水素
含有炭素膜であることを特徴とする請求項１記載の磁気
ヘッド。
【請求項３】電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスラ
イダの少なくとも摺動面側に水素含有炭素膜を積層し、
その上に潤滑剤の層を設けてなる磁気ヘッドにおいて、前記の水素含有炭素膜が、磁気ヘッドスライダ７側に対
し潤滑層２８側が、相対的に水素含有量の少ないことを
特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】前記の水素含有炭素膜が、磁気ヘッドス
ライダ７側は、水素含有量20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.
4 ×10²²cm^-3）以上の第１炭素膜２71であり、潤滑層２
８側は水素含有量20％（あるいはＣ−Ｈ量が0.4 ×10²²
cm^-3）未満の第２炭素膜27２であることを特徴とする請
求項３記載の磁気ヘッド。
【請求項５】前記の水素含有炭素膜において、磁気ヘ
ッドスライダ７側と潤滑層２８側との間の水素含有量が
徐々に変化するように連続的に成膜されていることを特
徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
【請求項６】前記の水素含有炭素膜において、磁気ヘ
ッドスライダ７側は水素含有量20％（あるいはC-Ｈ量が
0.4 ×10²²cm^-3）以上であり、潤滑層２８側は水素含有
量20％（あるいはC-Ｈ量が0.4 ×10²²cm^-3）未満である
ことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
【請求項７】前記の潤滑層が、水酸基もしくは芳香族
の官能基を有するパーフロロポリエーテルであることを
特徴とする請求項１〜６中のいずれかの項に記載の磁気
ヘッド。
【請求項８】電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスラ
イダにおいて、少なくとも摺動面側に炭素系保護層およ
び潤滑層を順次積層した磁気ヘッドを製造する際に、該潤滑層を塗布した後に、該潤滑層に紫外線を照射する
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドスラ
イダにおいて、少なくとも摺動面側に水素含有炭素膜お
よび潤滑層を順次積層した磁気ヘッドを製造する際に、前記の水素含有炭素膜を、磁気ヘッドスライダ側に対し
潤滑層側が相対的に水素含有量が少なくなるように成膜
し、その上に潤滑層を塗布し、かつ紫外線を照射することを
特徴とする請求項８記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項10】前記の紫外線照射の後に、溶媒でリンス
処理を行なうことを特徴とする請求項８または９記載の
磁気ヘッドの製造方法。