JPH0916908A - 薄膜磁気コアコイル組立体 - Google Patents

薄膜磁気コアコイル組立体

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JPH0916908A
JPH0916908A JP8030822A JP3082296A JPH0916908A JP H0916908 A JPH0916908 A JP H0916908A JP 8030822 A JP8030822 A JP 8030822A JP 3082296 A JP3082296 A JP 3082296A JP H0916908 A JPH0916908 A JP H0916908A
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coil
layer
thin film
magnetic
line
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JP8030822A
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English (en)
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Robaato Gurei Jii
グレイ ジー.ロバート
Maruhotora Arun
マルホトラ アルン
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Aiwa Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜磁気記録ヘッドを製造する改良プロセス
で、ヘッドの収率及び性能を高めるプロセスを提供す
る。 【解決手段】 薄膜らせん状導体コイル組立体は、非導
電セラミック基板であって、実質的に平らな表面と、該
セラミック基板のある量と相互に境を接する第1及び第
2磁気エレメントを有するセラミック基板を含んでい
る。この薄膜導体コイル組立体はなお、第1磁気エレメ
ントを第2磁気エレメントに、磁気的に接続する薄膜磁
気コアを含んでいる。セラミック基板の実質的に平らな
面上に位置する薄膜磁気コアは、可撓性の電気めっきさ
れた磁気材料から成っている。薄膜導体コイル組立体は
さらに、電気めっきされた薄膜らせん状コイルで、薄膜
磁気コアの周囲を通り、かつ第1端子から第2端子に至
る導電通路を形成するらせん状コイルを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録ヘッドに関
し、特に薄膜磁気コアコイル装置と、製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録装置及び媒体の小型化は一般的
に、計算装置及び電子回路の活発な小型化に伴って急速
に進歩してきた。磁気記録装置の小型化に関して発生し
た技術的問題は、磁気記録ヘッドの寸法縮小に係るもの
である。磁気記録ヘッドの寸法が縮小するに連れて、読
取り及び書込みの感度は減少する。さらに寸法の縮小は
記録ヘッドの製造を困難にした。磁気記録ヘッドは小さ
な磁気コアの周囲に巻かれた微小な磁気コイルを含んで
いる。一般的に、磁気コイルはコアの周囲に、手によっ
て非常に精密に巻かれ、したがって時間のかかる作業を
必要とする。
【0003】最近においては、小型磁気記録ヘッドに対
する磁気コイルを形成するために、薄膜半導体製造技術
が使用されている。たとえば1993年11月9日に交
付されたA.Takayama他の米国特許第5,26
0,845号、“磁気ヘッドコアとは別に形成された薄
膜導体コイル組立体を有する磁気ヘッド”には、薄膜コ
アを製造するプロセスが記載されている。この製造プロ
セスは基板に装着された第1絶縁層、下方コイル層、第
2絶縁層、磁気コア層、第3絶縁層、上方コイル層及び
保護層からなる7個の層を形成する段階を含んでいる。
第2絶縁層は下方コイル層を、磁気コア層から絶縁す
る。第3絶縁層は上方コイル層を、磁気コア層から絶縁
する。基板はガラスの充填された溝を有するフェライト
ブロックから形成される。上方及び下方コイル層と、磁
気コイル層とを形成するためと、絶縁及び保護層内にパ
ターンを形成するために、乾式エッチングプロセスが使
用される。磁気コイル及び磁気コア層はアルゴンガス内
でスパッタリング蒸着され、該アルゴンガスは一般的に
は2mTor〜20mTorの圧力でスパッタリング室
に導入され、かつ光硬化性樹脂マスク及び電子ビームフ
ライス加工によってエッチングが行われる。磁気コイル
層は、ニッケル−鉄(81%−19%)パーマロイが、
4ミクロンの厚さに達するまで蒸着される。絶縁層は熱
硬化性ポリアミド樹脂によって形成される。
【0004】薄膜技術によって形成された磁気コイルの
性能は、一般的に手によって形成されたヘッドの性能よ
り劣る。さらにフェライト基板は、現在の技術的研究に
おいては、50.8mm×50.8mm(2インチ×2
インチ)の方形ブロックに制限されるが、これは半導体
処理に対しては、標準的な形状でも材料でもない。2イ
ンチ×2インチの方形ブロックからは、ほぼ2500個
のユニットを形成することができる。合成基板内のフェ
ライト及びガラス材料は共に、本質的に堅い、非可撓性
の材料である。したがってフェライト−ガラス基板が被
覆層と接触する表面は、完全に平らに研磨する必要があ
り、このようにしなければ、磁気材料の間に隙間が形成
され、磁路の電気抵抗を増加せしめ、かつ磁気記録ヘッ
ドの効率を低下させる。
【0005】
【発明の効果】本発明は、ヘッドの収率及び性能を高め
る、改良薄膜磁気記録ヘッド製造プロセスを都合よく提
供する。
【0006】本発明は、薄膜磁気コイルを形成するため
の、半導体製造技術による改良プロセスで、このような
コイルの収率を、従来のコイル手巻き技術に比して、著
しく高め得るプロセスを効果的に提供する。
【0007】本発明は薄膜磁気記録ヘッドを製造するた
めの改良プロセスで、磁気コイルを製造するために電気
めっき及び湿式エッチングを使用するプロセスを効果的
に提供する。従来のスパッタ蒸着及び乾式エッチング技
術に比して、記録ヘッドの収率及び性能の実質的改良が
得られる。
【0008】本発明はなお、薄膜磁気記録ヘッドで、忠
実度の高い、出力信号を発生する改良磁気コア及びコイ
ルを有する磁気記録ヘッドを提供する。
【0009】本発明はさらに、絶縁材料として光硬化性
樹脂の厚い層を使用し、かつ電子ビーム硬化プロセスを
使用して光硬化性樹脂を硬化することによって利点を提
供する。従来の光硬化性樹脂の薄層の使用、及び高温焙
焼法を使った従来光硬化性樹脂の硬化法に比して、収率
及び生産性が実質的に改良される。
【0010】
【発明の実施の形態】前記のような利点及び他の利点
は、薄膜らせん状導体コイル組立体の第1実施例で、実
質的に平らな表面を有する非導電セラミック基板と、該
セラミック基板のある量と相互に境を接する、第1及び
第2磁気エレメントを含む実施例によって得られる。こ
の薄膜導体コイル組立体はなお、第1磁気エレメントを
第2磁気エレメントに磁気的に接続する薄膜磁気コアを
含んでいる。セラミック基板の実質的に平らな表面上に
位置する薄膜磁気コアは可撓的に電気めっきされた磁性
材料から形成される。薄膜導体コイル組立体さらに、薄
膜らせん状コイルを含み、このコイルは薄膜磁気コアの
周囲を横切り、第1端子から第2端子に至る導電通路を
形成する。
【0011】この方法の第1実施例においては、薄膜導
体コイル組立体を製造する方法は、非導電セラミック基
板内に第1及び第2磁気エレメントを形成する段階と、
該セラミック基板の実質的に平らな表面上に第1薄膜コ
イル層を電気めっきし、かつ型取りする段階を含んでい
る。薄膜磁気コア層は第1薄膜コイル層上に形成され、
かつ第1及び第2磁気エレメントを接続する。第2薄膜
コイル層は薄膜磁気コア層上に電気めっきされ、かつ型
取りされ、かつ第1薄膜コイル層に接続する。
【0012】別の利点は薄膜導体コイル組立体製造方法
の第2実施例で、セラミック基板内に第1導電金属バイ
ヤ(via)及び第2導電金属バイヤを形成する段階
と、磁気コイル及び磁気コアを電気めっきし、かつエッ
チングする段階を含む実施例によって得られる。磁気コ
イルは電気めっきされ、セラミック基板の表面上にある
第1磁気コイル層と、第2磁気コイル層としてエッチン
グされる。各磁気コイル層は、第1及び第2金属バイヤ
の一つに接続されたリードラインと、相互に絶縁された
複数のコイルラインを有している。各層内の一つのコイ
ルラインはリードラインと、他の磁気コイル層のコイル
ラインとに接続される。各層内の他のコイルラインは、
他の磁気コイル層の二つのコイルラインに接続され、第
1及び第2コイル層が、第1金属バイヤから第2金属バ
イヤに至る連続通路を形成している。磁気コア層は、第
1及び第2磁気コイル層の間の第1及び第2磁気コイル
層のコイルラインに跨り、実質的にこれと直交する層と
して電気めっきされる。本方法はなお、第1磁気コイル
層及び磁気コア層の間と、磁気コア層及び第2磁気コイ
ル層の間に絶縁層を形成する段階を含む。
【0013】
【実施例】図1を参照すると磁気ヘッド100が示され
ており、磁気ヘッド100は、非磁性材料によって形成
されたスライダ102を含み、かつ全体が六面体の細長
い浮動レール104、106を有し、該レールは、四辺
形スライダ102の両側に、平行に装着されている。浮
動レール106に近接して、四辺形スライダ102の側
部に装架用凹所108が形成され、かつスライダ102
には装架用凹所108に、磁気ヘッドコア112が接着
されている。磁気ヘッドコア112は第1コア区画11
4と、U字形コアギャップを形成する第2コア区画11
6を含み、これら区画は、ガラス接着剤によって相互に
装着されている。磁気記録ヘッド組立体110は、磁気
ヘッドコア112に装着される。
【0014】図2を参照すると、磁気記録ヘッド組立体
110は磁気変換器202と、該磁気変換器202を保
持する基板204を有している。磁気変換器202は数
個の巻線すなわちコイル210を担持する磁気コア25
6を含んでいる。磁気変換器202によって発生される
磁束密度は、コイル210に交流を通すことによって制
御される。コイル210は通常らせん状に形成される。
【0015】磁気記録ヘッド組立体110の構造及び製
造方法は図3から図10に示されている。図3は図4の
I−I線に沿った断面図である。当該実施例ではセラミ
ックブロック基板204は、厚さがほぼ25mil、及
び直径が150mmなるアルミナ(酸化アルミニウム)
ウェーハ206から形成される。このような大きさを有
する基板ウェーハは半導体処理標準に適合し、したがっ
て標準半導体製造装置を使用する処理を容易にする。直
径が150mmなるアルミナウェーハ206から250
00個の薄膜磁気記録ヘッド組立体を形成することがで
きる。
【0016】セラミックブロック基板204には、レー
ザ加工法によって、複数の深い垂直バイヤホール260
が形成される。
【0017】バイヤホール260には金属を充填して、
バイヤ262を形成し、該バイヤは、基板204を横断
する導電通路となる。金属接点材料がバイヤホール26
0内に充填され、複数の導電金属バイヤ262を形成す
る。たとえば電気めっきを施した銅または燒結した薄膜
銅タングステンがバイヤホール260内に形成される。
しかしながら金のような他の金属が、金属バイヤを形成
するために使用されてもよい。導電通路を形成するに適
した任意の金属も使用することができる。金属バイヤ2
62は、垂直またはほぼ垂直なバイヤホール260に、
金属を蒸着せしめ、固形金属プラグを構成することによ
って形成される。
【0018】コイル220の第1層は、電気めっき法に
よってセラミックブロック基板204の表面上に形成さ
れる。電気めっき法はシード層222のスパッタ蒸着段
階、シード層222の型取り段階、シード層222の電
気めっき及び化学的エッチング除去による第1コイル層
の形成段階を含んでいる。電気めっきは基板の前面に、
クロム銅フイルムのような、めっきベース用シード層2
22の第1スパッタ蒸着を行うことによって行われる。
ベース用シード層は適当に薄く、しかし電気めっきに必
要な導電性が得られるように、十分な厚さを有する。シ
ード層222は、基板表面上に、クロムの層(図示せ
ず)を、たとえばほぼ300Å〜500Åの厚さにスパ
ッタ蒸着することによって形成される。シード層222
の第2層を形成する銅層224は、クロム蒸着部分上
に、ほぼ1000Åの厚さでスパッタ蒸着を行う。シー
ド層222は普通の写真製版技術によって型取りされ
る。次に第1コイル層220が、シード層222上に位
置する表面208の領域において、基板前表面208に
金属を付着する電解により電気めっきされ、形成され
る。第1コイル層220が形成された後、シード層22
2の露出部分が、化学的エッチングによって除去され、
第1コイル層220のエレメントが絶縁基板204の表
面208上に、電気絶縁的に分離された状態で触座する
ようになる。クロム銅コイルに対する、化学的エッチン
グは、水1リットル中に、80gの過マンガン酸塩及び
20gの水酸化カリウムを溶解したクロムエッチング溶
液と、水3リットル内に260gのペルオキソニ硫酸ア
ンモニウム及び190ミリリットルの30%水酸化アン
モニウムを溶解した銅エッチング溶液を使用して行われ
る。
【0019】湿式エッチングプロセスは、多重電気めっ
き段階を含む代表的製造法の種々の蒸着段階と関連す
る。湿式エッチングプロセスには、エッチング剤とし
て、酸及び他の腐食性薬品のような液体が使用される。
エッチングは材料の表面における、化学反応によって行
われる。付加的な電気めっき製造プロセスは、乾式エッ
チングに関連するスパッタ蒸着作業に比して、処理段階
が実質的に少ない。したがって電気めっき及び湿式エッ
チングプロセスは共に、製造プロセスのサイクル時間を
短縮する。さらに電気めっき及び湿式エッチングプロセ
スを使用して製造される回路は、磁気記録ヘッドの、ス
パッタリング及び乾式エッチングプロセスを使用して製
造される装置に比して、性能の改良を示している。
【0020】電気めっきプロセスは、アルゴンガス内に
おけるスパッタリングによる従来の蒸着、及び光硬化性
樹脂マスクを使用するイオンビームミリングによるエッ
チングに比して、厚い金属フイルム作成のサイクル時間
を実質的に改良する。
【0021】第1コイル層220はこのようにして、従
来の写真製版技術によって型取られ、めっきされ、かつ
化学的にエッチングされ、セラミックブロック基板20
4の表面208上に、相互に平行なライン226を有す
る、微細なパターンを形成する。一つの実施例において
は、コイル210は40本の平行ライン226から成
り、各ラインはほぼ230ミクロンなる長さと、ほぼ5
ミクロンなる幅を有し、各ラインは2ミクロンのギャッ
プによって分離されている。40本の平行なコイルライ
ン226は“磁化容易軸線(easy axis)”と
称される軸線と平行である。“磁化容易軸線”なる術語
は図5〜図10に示されるように、その後に形成される
磁気変換器202によって発生される磁界の方向性に関
するものである。磁化容易軸線270は、磁気変換器2
02の磁束密度の方向と直交する。
【0022】第1コイルライン232は一端において、
平行コイルライン226と直交方向に延び、リードライ
ン240を形成する。接触バイヤ262の位置に応じ
て、リードライン240はコイルラインに対して、直交
以外の角度を有するように配置されてもよい。しかし
て、リードライン240は、磁化容易軸線270と直交
する、いわゆる“磁化困難軸線(hard axi
s)”と称される第2軸線と平行に配置されるように図
示されている。
【0023】コイルライン226に加えて、電気めっき
プロセスはこの平行コイルライン226の各側部に、二
つの水準ブロック264を形成するために使用される。
この水準ブロック264は矩形を呈し、ほぼ200ミク
ロンの長さと、ほぼ100ミクロンの幅を有している。
水準ブロック264は、コイルラインおよび磁化容易軸
線270と平行に形成され、かつ各水準ブロックは最外
方コイルライン232、234の側縁より、ほぼ5ミク
ロン小さな中間縁を有している。
【0024】水準ブロック264は、第1コイル層22
0上にその後形成される構造体を支持するために使用さ
れる。この水準ブロック264はなお、基板表面208
を水準化する機能も果す。支持用としての水準ブロック
264の使用はサイドポールの使用を避ける。この特定
の電気めっき構造においては、かさばるサイドポールの
使用は望ましくない。水準ブロック264は第1コイル
層220の部分として形成され、追加的なプロセス段階
を行うことなく構造の水準化を達成する。
【0025】図5は図6のII−II線に沿った断面図であ
る。第1絶縁層280が第1コイル層220上に形成さ
れ、次いでこの第1コイル層220上に形成される磁気
コア256から第1コイル層220を電気的に絶縁す
る。第1絶縁層280は光硬化性樹脂材料のような適当
な絶縁材料、または二酸化ケイ素あるいは一酸化ケイ素
のような酸化ケイ素から形成される。たとえばAZ46
20光硬化性樹脂のような電子ビーム硬化光硬化性樹脂
を、第1絶縁層280に対して使用することができる。
AZ4620光硬化性樹脂は、比較的厚い光硬化性樹脂
材料であり、厚い層として蒸着され基板表面の微細構成
を好適に被覆する光硬化性樹脂層は約15分間電子ビー
ムによって硬化され、普通に使用される高温焙焼硬化法
に比して、硬化時間が著しく短縮される。さらに電子ビ
ーム硬化法は、光硬化性樹脂の表面プロフイルをランニ
ングまたはフローイングからほとんど変化させないの
で、光硬化性樹脂層が硬化された後、好適な平らな表面
が得られる。電子ビーム硬化プロセスの間、光硬化性樹
脂層の断面プロフイルは、光硬化性樹脂のランニングま
たはフローイングによって、知覚されうるほど変化しな
い。
【0026】第1絶縁層280は、単一の層蒸着硬化段
階によって形成される層構造である。第1絶縁層280
は、平行コイルライン226を含む第1コイル層220
上に位置し、かつ対応する水準ブロック264の中間縁
266間で磁化困難軸線272の方向に延びる、正方形
または長方形区域が被覆されるように形ち取られる。水
準ブロック264は第1絶縁層280によって被覆され
ない。第1絶縁層280は、各平行コイルライン226
の第1端部236及び第2端部237が、絶縁層280
によって被覆されないで残るように型取りされる。光硬
化性樹脂は最初、感光性マスクを通る露光により、適当
な形に型取りされる。コイルライン226の端部23
6、237において、約5ミクロンの方形部分が露光さ
れ、それによってこのコイルライン226の端部23
6、237に複数のコイル接点238が形成される。
【0027】磁気コア256は第1絶縁層280上に位
置し、ほぼ長方形表面274を被覆するように形成され
る。磁気コア256は磁化困難軸線272の方向に延
び、平行コイルライン226を含む第1コイル層220
と第1絶縁層280を被覆するに適当な長さを有し、水
準ブロック264の側縁を越えて延びている。磁気コア
256の幅は磁化容易軸線270の方に向かって、第1
絶縁層280の縁付近まで延び、第1コイルライン層2
20内のコイルライン226の端部が残され露光される
ようにされている。磁気コア256はニッケル−鉄(N
iFe)パーマロイ蒸着物であり、この蒸着物は、第1
コイル層220を蒸着する時と同じ態様で電気めっきさ
れる。たとえば、クロム銅のシード層282が蒸着され
る。次にNiFe層284が型取りされ、かつシード層
282上にめっきが行われる。このシード層は次いでエ
ッチングによって除去される。NiFeは適当に平らな
表面を有する、柔らかな、可撓性を有する磁気材料電気
めっき層を形成する。
【0028】NiFe磁気コア材料の可撓性は磁路の磁
気抵抗を減少せしめ、したがって磁気記録ヘッド組立体
110の効率を増加させる。NiFeパーマロイは、約
80%のニッケル及び20%の鉄から成る組成を有し、
コア256に、磁化困難軸線と平行な方向に、磁気異方
性を与えることによって、磁気的異方性磁気コア構造が
形成される。完全に平らな表面からの偏差は、おおむね
第1絶縁層280の有限厚さに起因するものである。磁
気性能にとって磁気コイル256の完全に平らな表面は
理論的には理想であり、このような表面形状は第1コイ
ル層220に、追加の選択的なめっきを施すことによっ
て得られるが、性能のこのような改良度合いは、追加プ
ロセスを正当化するに充分とは考えられない。他の薄膜
磁気コア256の実施例においては、前記のような追加
プロセスは、磁気性能の増加によって正当化されるかも
しれない。
【0029】図7は図8の III−III 線に沿った断面図
である。第2絶縁層290が磁気コア256上に形成さ
れ、該磁気コア256を、次にこの磁気コア256上に
形成される第2コイル層212から、電気的に絶縁して
いる。第2絶縁層290は適当な絶縁材料から形成さ
れ、かつ図示の実施例においては、第1絶縁層280を
形成する時に使用されたと同様な電子ビーム硬化AZ4
620光硬化性樹脂から形成される。第2絶縁層290
は、第1絶縁層280上に位置する区域を含む磁気コア
256の、中央部分上に位置する長方形または正方形表
面292となるように型取りされる。第2絶縁層290
は、平行コイルライン226の端部における、約5ミク
ロンの区域が残され露光されるように型取りされ、それ
によってコイル接点238を各コイルライン226の端
部236、237において垂直に延ばす。
【0030】次に第2コイル層212が、第2絶縁層2
90の表面上に形成される。この第2コイル層212
は、第1コイル層220を形成する手順と同じ態様で形
成される。しかしながら、第1コイル層220は、コイ
ル全体が実質的に平らな面上に形成されるから、単一の
マスクだけを使用して、効率的に形成される。これに対
して、第2コイル層212は平らな表面上には形成され
ず、図示の製法実施例においては、この第2コイル層2
12を形成するための、電気めっきを行う前の写真製版
手順には複数のマスクが使用される。適当な露光量は、
コイル表面区域の異なる領域にしたがって変化する。す
なわち露光時間はこれら異なる領域において変化する。
これら露光時間を変えるためには、一連のマスクが使用
される。図示の製法実施例においては、第2コイル層2
12を形成するために、3個のマスク(図示せず)が使
用される。
【0031】第2コイル層212を形成するための電気
めっきプロセスは、クロム銅めっきをベースとするシー
ド層214の形成段階を含む。クロム層、次いで銅層2
16は、第2絶縁層290の上に蒸着される。第2コイ
ル層212は、複数のマスクの第1マスク(図示せず)
を使用して型取りされる。この第1マスクは、おおむね
コイルセグメントを型取る主マスクである。第2コイル
層212は40個の平行ライン218に形成され、全て
のコイルラインは、磁化容易軸線270に対して小さな
角度をなすように、第1端部246から第2端部248
に延びるようにされる。平行な第2コイル層のコイルラ
イン218は、第1コイル層のコイルライン226とは
平行せず、この第1コイル層のコイルライン226から
ずれている。したがって第2コイル層の第1コイルライ
ン242の第1端部246は、第1コイル層の第1コイ
ルライン232の第1端部236上に直接位置するよう
になる。しかしながら、第2コイル層の第1コイルライ
ン242の第2端部248は、第1コイル層の第1コイ
ルライン232に隣近する第1コイル層の第2コイルラ
イン233の第2端部237上に直接位置するようにな
る。第2コイル層212は、第1コイル層のコイルライ
ン226の端部236、237上に蒸着される。このよ
うにして、それぞれウエーハ表面上の平らな層に閉込め
られたコイル層220、212は、連合して全体がらせ
ん状の構造を形成する。
【0032】第2コイル層212のシード層214が型
取りされた後、第2コイル層212が第1コイル層22
0と接触する、第1コイル層のコイルラインの端部上に
位置する“足領域(foot region)”を清掃
するために、第2マスクが使用される。第2マスクを使
用する前に、これら足領域がおおむね障害がないことに
注意すべきである。その理由は、介在する絶縁層28
0、290が、コイルラインの端部に向かって横方向に
延びることのない長方形であり、むしろ第1コイル層2
20のコイルラインの端部を露呈するからである。第2
コイル層212は電気めっきによって形成され、かつ第
2絶縁層290の表面を横切って横方向に延びる複数の
コイルライン含むばかりでなく、第2コイル層のコイル
ラインの端部から、第1コイル層のコイルライン226
の端部に延びる垂直セグメントをも含んでいる。したが
って横方向に延びる第1コイル層のコイルライン22
6、及び横方向に延びる第2コイル層のコイルライン2
18は、第2コイル層のコイルライン226の垂直セグ
メントによって連結され、磁気コア256の周囲を横切
るコイル構造を完成する。
【0033】絶縁層の縁までのコイル領域の全区域を被
覆する第3マスクが使用される。第2コイル層212を
形成するために3個のマスクを使用することにより、光
エッチングの露光時間を調節して、コイル構造の形及び
厚さを好適に制御する。
【0034】図9は図10のIV−IV線に沿った断面図で
ある。第3絶縁層296が、第2コイル層220、第2
絶縁層290及び磁気コア256を含む表面208上に
蒸着される。
【0035】コア層支持構造258が、磁気コア256
の側縁259上に、この磁気コア256の延長として形
成される。このコア層支持構造258は、第2コイル層
220、第2絶縁層290及び第3絶縁層296によっ
て被覆されない。したがってコア層支持構造258は、
各水準ブロック264上に形成される。このコア層支持
構造258は、磁気コア356と同様に、ニッケル−鉄
(NiFe)パーマロイ蒸着物であり、この蒸着物は第
1コイル層220、及び第2コイル層212を蒸着させ
ると同じ態様で電気めっきされる。コア層支持構造25
8は、たとえば長方形ブロック、立方体、細長い立方体
または円柱のような種々の形で、平行な第1コイル層の
コイルライン226及び第2コイル層のコイルライン2
18の群の横方向において、磁気コア256の側部に形
成される。このコア層支持構造258は、薄膜コイル上
に位置する構造を支持するために使用される。
【0036】セラミックブロック基板204及び金属バ
イヤ262から成る構造は、その後側がほぼ0.25m
m〜0.38mm除去されるように研削され、セラミッ
クブロック基板204の、残された厚さがほぼ0.13
mm〜0.25mmとなり、その絶縁層及び金属層がほ
ぼ20ミクロンの深さを有するようにされる。セラミッ
クブロック基板204は次に、個々の薄膜コイルチップ
に切断される。
【0037】以上本発明を種々の実施例によって説明し
たが、これら実施例は代表的なものであって、本発明の
範囲を制限するものではない。この実施例を種々に変形
し、改良することは可能である。
【0038】たとえばコイルの巻回数は図示の目的で特
定されている。コイルの巻回数は本発明の範囲内におい
て任意の数となすことができる。さらにコイル層は平行
ライン以外の、種々の形のものとなすことができる。
【0039】さらに、金属層を形成するために種々の電
気めっき方法を使用することができる。さらに、銅、ク
ロム銅、金のような、種々の適当な導電金属をコイル層
として使用することができる。金属バイヤはモリブデ
ン、めっきされた銅、燒結した厚膜銅タングステンまた
は厚膜金から形成することができる。磁気コア層用磁気
材料はニッケル−鉄−コバルト(NiFeCo)及びN
iFeから形成することができる。さらにバイヤホール
を形成し、かつ表面層を型取るために種々の湿式エッチ
ングを使用することができる。種々の層の表示した厚さ
は例証のためのもので、制限的意味を有するものではな
い。半導体製造技術において周知の、適当な層厚さはす
べて、本発明の範囲内にある。これら、及び他の変形、
修正、追加および改良は本発明の特許請求の範囲内にあ
るものと解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】薄膜磁気記録ヘッドの斜視図;
【図2】図1に示された記録ヘッドの薄膜磁気変換器の
斜視図;
【図3】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す断面図;
【図4】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す平面図;
【図5】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す断面図;
【図6】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す平面図;
【図7】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す断面図;
【図8】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す平面図;
【図9】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプロ
セスの、一段階を示す断面図;
【図10】図2に示された薄膜磁気変換器を製造するプ
ロセスの、一段階を示す平面図。
【符号の説明】
100 磁気ヘッド 102 スライダ 104、106 浮動レール 108 装架用凹所 110 磁気記録ヘッド 112 磁気ヘッドコア 114 第1コア区画 116 第2コア区画 202 磁気変換器 204 セラミック基板 206 アルミナウエーハ 208 基体前表面 210 コイル 212 第2コイル層 214 シード層 216 銅層 220 第1コイル層 222 シード層 224 銅層 232 第1コイル層の第1コイルライン 233 第1コイル層の第2コイルライン 234 最外方コイルライン 236 第1端部 238 第2端部 240 リードライン 242 第2コイル層第1コイルライン 246 第1端部 248 第2端部 256 磁気コア 258 コア層支持構造 260 垂直バイヤホール 262 金属バイヤ 264 水準ブロック 270 磁化容易軸線 272 磁化困難軸線 280 第1絶縁層 282 シード層 290 第2絶縁層 296 第3絶縁層

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜導体コイル組立体において、 実質的に平らな表面を有する非導電性セラミック基板
    と、 相互にセラミック基板のある量と境を接する分離した第
    1及び第2磁気エレメントと、 前記第1磁気エレメントを前記第2磁気エレメントに磁
    気的に結合し、かつ前記セラミック基板の実質的に平ら
    な表面上に位置する薄膜磁気コアで、可撓性の電気めっ
    き磁性材料から形成されている磁気コアと、 前記薄膜磁気コアの周囲を通り、かつ第1端子から第2
    端子に導電通路を形成する、電気めっきされた薄膜コイ
    ルとを有する薄膜導体コイル組立体。
  2. 【請求項2】 前記セラミック基板がアルミナウェーハ
    である請求項1記載の薄膜導体コイル組立体。
  3. 【請求項3】 前記セラミック基板が5milから10
    0milなる厚さと、50mmから500mmなる直径
    を有する請求項2記載の薄膜導体コイル組立体。
  4. 【請求項4】 前記セラミック基板がほぼ25milな
    る厚さと、ほぼ150mmなる直径を有する請求項2記
    載のコイル薄膜導体組立体。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2磁気エレメントは前記
    セラミック基板内に形成された金属バイヤである請求項
    1記載の薄膜導体コイル組立体。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2磁気エレメントは前記
    セラミック基板内に形成された固形金属プラグである請
    求項1記載の薄膜導体コイル組立体。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2磁気エレメントは、電
    気めっきされた銅、燒結された厚膜銅タングステン及び
    金の群から選択された金属から形成されている請求項6
    記載の薄膜導体コイル組立体。
  8. 【請求項8】 前記薄膜磁気コアがニッケル−鉄(Ni
    Fe)パーマロイから形成されている請求項1記載の薄
    膜導体コイル組立体。
  9. 【請求項9】 前記薄膜磁気コアが前記セラミック基板
    の実質的に平らな表面上に位置する電気めっき層である
    請求項1記載の薄膜導体コイル組立体。
  10. 【請求項10】 前記薄膜磁気コアがクロムニッケルバ
    ナジウムシード層と、このクロムニッケルバナジウムシ
    ード層上に位置する電気めっきされた可撓性ニッケル−
    鉄層を含んでいる請求項1記載の薄膜導体コイル組立
    体。
  11. 【請求項11】 前記ニッケル−鉄層がほぼ80%のニ
    ッケルと、ほぼ20%の鉄を含んでいる請求項10記載
    の薄膜導体コイル組立体。
  12. 【請求項12】 前記薄膜コイルが電気めっきされた薄
    膜金属から形成される請求項1記載の薄膜導体コイル組
    立体。
  13. 【請求項13】 前記薄膜コイルが電気めっきされた銅
    層から形成される請求項1記載の薄膜導体コイル組立
    体。
  14. 【請求項14】 前記薄膜コイルが、 前記セラミック基板の表面上に位置し、かつ前記薄膜磁
    気コアの下に位置する第1金属コイル層で、第1端部及
    び第2端部を有する複数の平行な導体コイルラインと、
    該複数の平行な導体コイルの、第1の導体コイルライン
    の第2端部を第1端子に接続するリードラインを含む第
    1金属コイル層と、 前記薄膜磁気コア上に位置し、かつ前記第1金属コイル
    層の前記導体コイルラインの数に対応する数の複数の平
    行な導体コイルラインを有する第2金属コイル層で、該
    第2金属コイル層のコイルラインは前記第1金属コイル
    層の対応するコイルラインの第1端部に接続された第1
    端部を有し、第1から終わりから二番目までの第2金属
    コイル層のコイルラインが前記第1金属コイル層の対応
    するコイルラインの第2端部に接続された第2端部を有
    し、第2金属コイル層最後のコイルラインが第2端子に
    接続された第2端部を有する第2金属コイル層とを有し
    ている、請求項1記載の薄膜導体コイル組立体。
  15. 【請求項15】 前記第1及び第2金属コイル層がそれ
    ぞれ10〜100個の、実質的に平行なコイルラインを
    有している請求項14記載の薄膜導体コイル組立体。
  16. 【請求項16】 前記第1及び第2金属コイル層がそれ
    ぞれほぼ40個の、実質的に平行なコイルラインを有し
    ている請求項15記載の薄膜導体コイル組立体。
  17. 【請求項17】 前記コイルラインは50ミクロン〜3
    00ミクロンなる長さと、4ミクロン〜20ミクロンな
    る幅を有している請求項15記載の薄膜導体コイル組立
    体。
  18. 【請求項18】 前記コイルラインはほぼ230ミクロ
    ンなる長さと、ほぼ5ミクロンなる幅を有し、これらコ
    イルラインがほぼ2ミクロンの間隙によって分離されて
    いる請求項15記載の薄膜導体コイル組立体。
  19. 【請求項19】 前記薄膜磁気コア及び前記薄膜コイル
    の間に接続された複数の絶縁層をさらに有している請求
    項1記載の薄膜導体コイル組立体。
  20. 【請求項20】 前記複数の絶縁層が電子ビームによっ
    て硬化された光硬化性樹脂から形成される請求項19記
    載の薄膜導体コイル組立体。
  21. 【請求項21】 磁気ヘッドにおいて、 スライダと、 前記スライダに装着され、側方磁気区画及び中央非磁気
    区画を有する磁気ヘッドコアと、 薄膜導体コイル組立体にして、 実質的に平らな表面を有する非導電セラミック基板と、 相互にセラミック基板のある量と境を接する分離した第
    1及び第2磁気エレメントと、 前記第1磁気エレメントを前記第2磁気エレメントに磁
    気的に接続し、かつ前記セラミック基板の実質的に平ら
    な表面上に位置する薄膜磁気コアで、可撓性の電気めっ
    き磁性材料から形成された薄膜磁気コアと、 電気めっきされた薄膜コイルで、前記薄膜磁気コアの周
    囲を通り、第1端子から第2端子に至る導電通路を形成
    する薄膜コイルとを有する薄膜導体コイル組立体を含む
    磁気ヘッド。
  22. 【請求項22】 薄膜導体コイル組立体の製造方法であ
    って、 非導電セラミック基板内に、第1及び第2磁気エレメン
    トを形成する段階と、 前記セラミック基板の実質的に平らな表面上に第1薄膜
    コイル層を電気めっきし、かつ型取りする段階と、 前記第1薄膜コイル層上に位置し、かつ前記第1及び第
    2磁気エレメントを接続する薄膜磁気コア層を形成する
    段階と、 前記薄膜磁気コア層上に位置し、前記第1薄膜コイル層
    に接続される第2薄膜コイル層を電気めっきし、かつ型
    取りする段階から成る薄膜導体コイル組立体製造方法。
  23. 【請求項23】 前記第1及び第2磁気エレメントの形
    成段階が、 前記セラミック基板内に、深い垂直バイヤホールをレー
    ザ加工する段階と、 該深いバイヤホール内に固形金属プラグを形成する段階
    を含む請求項22記載の薄膜導体コイル組立体製造方
    法。
  24. 【請求項24】 前記固形金属プラグが、電気めっきさ
    れた銅、燒結された厚膜銅タングステン及び金の群から
    選択された金属から形成される請求項23記載の薄膜導
    体コイル組立体製造方法。
  25. 【請求項25】 前記薄膜導体コイルの前記第1及び第
    2薄膜コイル層が電気めっきされた銅から形成される、
    請求項22記載の薄膜導体コイル組立体製造方法。
  26. 【請求項26】 前記第1及び第2薄膜コイル層の電気
    めっき及び型取り段階が、 前記セラミック基板の、実質的に平らな表面上に、シー
    ド層をスパッタ蒸着する段階と、 化学的エッチングプロセスによって前記シード層を型取
    りする段階と、 電解によって前記第1薄膜コイル層を電気めっきする段
    階と、 化学的エッチングプロセスによって前記シード層を除去
    する段階を含む請求項22記載の薄膜導体コイル組立体
    製造方法。
  27. 【請求項27】 前記シード層をスパッタ蒸着する段階
    が、 前記セラミック基板表面上に、深さが約300Å〜50
    0Åまでのクロムをスパッタ蒸着する段階と、 前記クロム層上に、深さが約1000Åまでの銅層をス
    パッタ蒸着する段階を含む請求項26記載の薄膜導体コ
    イル組立体製造方法。
  28. 【請求項28】 前記シード層スパッタ蒸着段階及び前
    記シード層除去段階の前記化学的エッチングプロセス
    が、1リットルの水に80gのマンガン酸カリウム及び
    20gの水酸化カリウムを溶解したクロムエッチング溶
    液と、3リットルの水に260gのペルオキソ二酸化ア
    ンモニウム及び190ミリリットルの30%水酸化アン
    モニウムを溶解した銅エッチング溶液を適用する段階を
    含んでいる請求項27記載の薄膜導体コイル組立体製造
    方法。
  29. 【請求項29】 前記第2薄膜コイル層の電気めっき及
    び型取り段階が、 前記薄膜磁気コア層の上にある表面上にシード層をスパ
    ッタ蒸着する段階と、 複数のコイルセグメントを型取りするための第1マスク
    と化学的エッチングプロセスを使って前記シード層を型
    取りする段階と、 前記薄膜磁気コア層上の表面に第2マスクを使用し、前
    記複数のコイルラインセグメントの端部上の領域にアク
    セスしする段階と、 電解によって、前記第2薄膜コイル層を電気めっきする
    段階と、 化学的エッチングプロセスによって、前記シード層を除
    去する段階と、 前記薄膜磁気コア層上の表面及び実質的にコイル領域の
    全区域上をカバーする第2薄膜コイル層に第3マスクを
    適用する段階を含む請求項22記載の薄膜導体コイル組
    立体製造方法。
  30. 【請求項30】 前記シード層をスパッタ蒸着する段階
    が、 前記セラミック基板上に、深さが約300Å〜500Å
    までのクロム層をスパッタ蒸着する段階と、 前記クロム層上に、深さが約1000Åなる銅層をスパ
    ッタ蒸着する段階を含む請求項29記載の薄膜導体コイ
    ル組立体製造方法。
  31. 【請求項31】 前記シード層型取り段階及び前記シー
    ド層除去段階の化学的エッチングプロセスが、1リット
    ルの水に80gのマンガン酸カリウム及び20gの水酸
    化カリウムを溶解したクロムエッチング溶液と、3リッ
    トルの水に260gのペルオキソ二酸化アンモニウム及
    び190ミリリットルの30%水酸化アンモニウムを溶
    解した銅エッチング溶液を適用する段階を含む請求項3
    0記載の薄膜導体コイル組立体製造方法。
  32. 【請求項32】 前記第1薄膜コイル層の電気めっき及
    び型取り段階が、 前記セラミック基板の表面上の第1金属コイル層を、第
    1及び第2端部を有する複数の平行な第1導体コイルラ
    インと、該複数の平行な第1導体コイルラインの最初の
    導体コイルラインの第2端部を第1端子に接続するリー
    ドラインとに型取りする段階を含む請求項22記載の薄
    膜導体コイル組立体製造方法。
  33. 【請求項33】 前記第2薄膜コイル層の電気めっき及
    び型取り段階が、 前記薄膜磁気コア上に位置する第2金属コイル層を型取
    りし、前記第1導体コイルラインの数に対応する数の複
    数の平行な第2導体コイルラインであって、該第2導体
    コイルラインが、対応する前記第1導体コイルラインの
    第1端部に接続された第1端部を有し、前記第2導体コ
    イルラインの最初から終わりから2番目までのコイルラ
    インが、対応する前記第1導体コイルラインの各第2端
    部にそれぞれ接続された第2端部を有し、前記第2導体
    コイルラインの最後のコイルラインが第2端子に接続さ
    れた第2端部を有する第2導体コイルラインにする段階
    を含む請求項32記載の薄膜導体コイル組立体製造方
    法。
  34. 【請求項34】 前記薄膜磁気コア層はニッケル−鉄
    (NiFe)パーマロイから形成される請求項22記載
    の薄膜導体コイル組立体製造方法。
  35. 【請求項35】 前記ニッケル−鉄層は約80%のニッ
    ケル及び約20%の鉄を含んでいる請求項34記載の薄
    膜導体コイル組立体製造方法。
  36. 【請求項36】 前記薄膜磁気コア層の形成段階が、 前記第1金属コイル層及び前記セラミック基板上にクロ
    ム銅のシード層をスパッタ蒸着する段階と、 前記シード層上にニッケル−鉄(NiFe)パーマロイ
    層を電気めっきする段階を含む請求項22記載の薄膜導
    体コイル組立体製造方法。
  37. 【請求項37】 前記第1薄膜コイル層上と、前記セラ
    ミック基板の実質的に平らな表面上に第1絶縁層を形成
    する段階と、 前記薄膜磁気コア層上に第2絶縁層を形成する段階とを
    さらに含む請求項22記載の薄膜導体コイル組立体製造
    方法。
  38. 【請求項38】 前記第1及び第2絶縁層を形成する段
    階が、 光硬化性樹脂層を蒸着する段階と、 電子ビーム硬化法によって前記光硬化性樹脂を硬化する
    段階を含む請求項37記載の薄膜導体コイル組立体製造
    方法。
  39. 【請求項39】 薄膜導体コイル組立体を製造する方法
    であって、 非導電セラミック基板内に第1導電バイヤと第2導電バ
    イヤを形成する段階と、 前記セラミック基板の表面上にある第1磁気コイル層
    と、第2磁気コイル層とを有する磁気コイルであって、
    前記磁気コイル層の各々が前記第1導電バイヤ及び第2
    導電バイヤの一つに接続されたリードラインと、相互に
    絶縁された複数のコイルラインとを有しており、一つの
    コイルラインは前記リードラインと他の磁気コイル層の
    一つのコイルラインに接続されており、他のコイルライ
    ンは他の磁気コイル層の二つのコイルラインに接続され
    ていて、前記第1及び第2コイル層は前記第1導電バイ
    ヤから第2導電バイヤへの連続路を形成している磁気コ
    イルを電気めっき及び湿式エッチングする段階と、 前記第1及び第2磁気コイル層の間に、前記第1及び第
    2磁気コイル層のコイルラインに広がり、これらとほぼ
    直交する磁気コイル層を電気めっき及び湿式エッチング
    する段階と、 前記第1磁気コイル層と前記磁気コア層との間及び前記
    磁気コア層と前記第2磁気コイル層との間に絶縁層を形
    成する段階とを有している薄膜導体コイル組立体製造方
    法。
  40. 【請求項40】 薄膜導体コイル組立体を製造する方法
    であって、 非導電セラミック基板内に第1導電金属バイヤ及び第2
    導電金属バイヤを形成する段階と、 前記セラミック基板の実質的に平らな表面上に第1磁気
    コイル層を電気めっきする段階と、 前記第1磁気コイル層に湿式エッチングを施し、複数
    の、実質的に平行なコイルラインと、複数のコイルライ
    ンの一つを前記第1導電金属バイヤに接続するリードラ
    インとを形成する段階と、 前記平行なコイルラインの端部を露出させつつ前記第1
    磁気コイル層上に第1絶縁層を形成する段階と、 前記第1絶縁層上に磁気コア層を電気めっきする段階
    と、 前記磁気コア層に湿式エッチングを施し、前記平行なコ
    イルラインに広がり、かつこれと実質的に直交する磁気
    コアを形成する段階と、 前記磁気コア上に第2絶縁層を形成し、かつ前記平行な
    コイルラインの端部を露出する段階と、 前記第2絶縁層上に第2磁気コイル層を電気めっきする
    段階と、 前記第2磁気コイル層に湿式エッチングを施し、複数の
    実質的に平行なコイルラインと、該複数のコイルライン
    の一つを前記第2導電金属バイヤに接続するリードライ
    ンとを形成し、前記第2磁気コイル層のコイルライン
    が、対応する第1磁気コイル層のコイルラインの第1端
    部上に位置し、かつこれに接続され、前記第2磁気コイ
    ル層のコイルラインが第1磁気コイル層のコイルライン
    からわずかにずれて位置し、前記第2磁気コイル層のコ
    イルラインが、対応する第1磁気コイル層のコイルライ
    ンに隣接するコイルラインの第2端部上に位置し、かつ
    これに接続されるようにする段階とを有する薄膜導体コ
    イル組立体製造方法。
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