JPH09265616A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

磁気ヘッドおよびその製造方法

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JPH09265616A
JPH09265616A JP7017696A JP7017696A JPH09265616A JP H09265616 A JPH09265616 A JP H09265616A JP 7017696 A JP7017696 A JP 7017696A JP 7017696 A JP7017696 A JP 7017696A JP H09265616 A JPH09265616 A JP H09265616A
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JP
Japan
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magnetic head
coupling agent
silane coupling
intermediate layer
dlc
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JP7017696A
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Nobuhito Fukushima
信人 福島
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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    • G11B5/6005Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
    • G11B5/6082Design of the air bearing surface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハードディスクドライブやVTRなどに使用さ
れる磁気ヘッドの磁気特性と耐久性を両立させる。 【解決手段】磁気ヘッドのディスクとの対向面に、シリ
コンを含むシランカップリング剤を塗布し、つづいて炭
化水素ガスを導入したプラズマCVD法によりDLC膜
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
や磁気テープ装置などに用いる磁気ヘッド、特に高密度
記録に適した低浮上量の薄膜磁気ヘッドおよびその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置に用いられる浮上型磁
気ヘッドは、記録密度の増大にともなって、その浮上量
の極小化がもとめられ、最近では25nm程度の浮上量
をもつヘッドも提案されている。一方、携帯用情報処理
端末の普及にともない電池駆動を前提としたドライブの
省電力化がもとめられ、このためスピンドルモーターの
頻繁な起動・停止が行なわれるようになってきた。これ
らの要求は、磁気ヘッドの側からみると、いずれもスラ
イダーの摩擦・摩耗特性の改善が求められるものであ
り、そこに内在する問題点について以下に具体的事例を
述べる。
【0003】第一に、ヘッドとディスクが近接すること
により両者の接触確率が増加し、ヘッドの摩耗が無視で
きなくなることがあげられる。これはヘッドの機能的な
ダメージと同時に摩耗によって生じるダストの発生が課
題となる。第二に、一般に低浮上型磁気ヘッドスライダ
ーは、浮上するまでの速度、すなわちテイク・オフ・ベ
ロシティが大きく、スピンドルモーターの起動後、浮上
するまでに必要とするディスクとの摺動距離が長くな
り、摩耗しやすいことが知られている。第三に低浮上を
実現するためには、ディスクに形成したテクスチュアを
小さくしなければならないが、これはスティクションと
呼ばれるヘッドとディスクの張り付き現象につながる。
一方、システムの省電力化のために、磁気ディスクドラ
イブを頻繁に起動・停止させることは、磁気ヘッドスラ
イダーと磁気ディスクがもっともダメージを受け、また
スティクションが発生する恐れのある接触停止状態が増
加することであり、連続運転を前提とした磁気ヘッドス
ライダーと比較して、数段上の耐摩擦・摩耗特性が求め
られている。この例としてコンタクト・スタート・スト
ップテストすなわちCSSテストにおいて、従来、5万
回程度でよしとされていたものが、一桁上の50万回の
CSSに耐え得るような磁気ヘッドスライダーが必要と
されてきた。
【0004】このような要求に応えるための技術とし
て、DLC保護層、すなわちダイヤモンド・ライク・カ
ーボン保護層の磁気ヘッドスライダーのメディア対向面
への形成がある。これはDLCの優れた潤滑性と硬度に
より、摩擦力の低減と起動・停止時の摩耗を低減しよう
というものである。また、DLC保護層の形成はスティ
クションの防止にも効果的であることが知られ、それは
たとえばIDEMA主催の“Head Media I
nterface Symposium,1994年9
月27日,米国サンノゼ市”の講演概要集135ページ
にも述べられている。
【0005】DLC保護層は一般的には、グラファイト
をターゲットにしたスパッタ法や、炭化水素ガスを用い
たプラズマCVD法などにより形成されるが、硬質膜で
あるがゆえに内部応力が大きく、磁気ヘッドスライダー
材との密着性を確保するために、適切な中間層が必要で
ある。これには、たとえば特許公開公報平4−3642
17ではシリコンが用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
DLCやシリコンの中間層は、磁気回路上からは、磁気
ヘッドとディスクの間隔を狭くすることを妨げているも
のであり、磁気ヘッドの低浮上量化にともない、DLC
と中間層も極めて薄くすることが求められていた。現在
はDLCが8nm、中間層が2nm程度に設定されてい
るが、DLCについてはCVD法などにより、3ないし
5nm程度に薄くすることが可能であるが、すでに2n
mという薄さであるシリコンなどからなる中間層は、そ
の連続性を確保を確保できなくなることから、これ以上
の薄膜化は困難とされてきた。そこで本発明は、こうし
た課題を解決し、高耐久性を備え、かつスペーシングロ
スの少ない磁気ヘッドを提供するものであり、ひいては
高記録密度を実現する磁気ディスクドライブを提供する
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、一般にはガ
ラスやセラミクスと樹脂との接合性を改善するために用
いられているシランカップリング剤の水和物を、磁気ヘ
ッドのメディア対向面に吸着、乾燥させ、中間層とす
る。さらにその上にCVD法などによりDLCを形成さ
せて保護層とする。シランカップリング剤は、1つ以上
のアルコキシ基(R−0−)を備え、水溶液中では水和
してR’−Si(−OH)3などのように水酸基を持つ
ようになる。この水酸基の一部が磁気ヘッドの基板材
料、たとえばアルミナ−炭化チタンなどに吸着し、最終
的には強固な密着性を確保する。一方、アルコキシ基以
外の部分R’基は、本来のシランカップリング剤の機能
から、接合力を改善するための樹脂の一部と似た構造を
とるため、主として炭素や水素から構成されている。こ
のため、プラズマCVDによりDLCを形成する際に、
その一部として取り込まれる。その結果、シランカップ
リング剤の水和物は、磁気ヘッドの基板材料とDLCの
密着を強固なものにする中間層として作用することにな
る。
【0008】本発明は、メディア対向面上にシランカッ
プリング剤の水和物が吸着してできた層を形成し、それ
を介してDLC保護膜が形成された構造となっている。
シランカップリング剤の水和物はほぼ単分子層で磁気ヘ
ッドのメディア対向面に形成されるため、極めて薄い中
間層となり、スペーシングロスを最小限にすることがで
きる。
【0009】また、メディア対向面を構成する磁気ヘッ
ド基板とは、当初は水素結合により、その後の乾燥やD
LC形成工程において水が脱離し、化学結合となると推
察されることから、スパッタやCVD法などで形成され
た他の中間層より、遥かに高い密着性が期待できる。さ
らにシランカップリング剤の水和していない基は、プラ
ズマCVDによりDLCの一部となるため、ここでも強
固な結合が生ずる。これはプラズマCVDが、表面反応
支配により形成されているためと思われる。
【0010】
【発明の実施の形態】磁気ヘッドのメディア対向面に、
シランカップリング剤を水和してなる分子を吸着させて
形成した中間層と、該中間層上に形成されたDLC保護
層を備えることを特徴とする磁気ヘッド、および磁気ヘ
ッドのメディア対向面に、シランカップリング剤を希釈
した溶液を塗布し、乾燥させて中間層とし、該中間層上
にDLC保護層を形成することを特徴とした磁気ヘッド
の製造方法。
【0011】
【実施例】
(実施例1)本発明による磁気ヘッドの構成を図1を用
いて説明する。本発明の磁気ヘッド1は、メディア対向
面2上にシランカップリング剤およびその水和物からな
る層を中間層3として備え、さらにその上に形成された
DLC保護膜4を有しており、スライダー短手方向片側
側面に磁気信号を読み書きするための薄膜磁気ヘッド素
子5を備えている。
【0012】(実施例2)続いて本発明による磁気ヘッ
ドの製造方法の実施例を図2により説明する。アルミナ
−炭化チタンを主成分とする磁気ヘッドのスライダー基
板6は、ここでは住友特殊金属(株)製AC−2型を用
いており、複数の薄膜ヘッド素子がアレイ状に形成され
ポールハイト加工や洗浄等が既に終了しているものであ
る(図2−(a))。
【0013】このスライダー基板6を、0.2%に希釈
したメチルトリメトキシシラン水溶液7に30秒浸せき
し徐々に引き上げた後、120から130゜Cで30分乾
燥で乾燥させる。このときメチルトリメトキシシラン水
溶液は、酢酸などでpH3.5から4に調整した水溶液
をもちいると、シランが溶解しやすい。ここでメチルト
リメトキシシランは代表的なシランカップリング剤であ
り、水溶液にした段階でメトキシ基のすべてまたは一部
が水和し、水酸基となる。この水酸基がスライダー基板
6上に吸着し、乾燥などにより共有結合を生じると考え
られる。(図2−(b))。ここで、スライダー基板6
上のメチルトリメトキシシランの水和物層を中間層とし
てみたとき、その形成時間はスパッタ法によるSi中間
層の形成と比較して遥かに短くできる。また設備も極め
て簡単なもので済むためコスト的にも有利である。
【0014】この後、炭化水素ガスを導入したプラズマ
CVD法を用いてDLC保護層4を6nmの厚さで形成
した(図2−(c))。このときスライダー基板6上の
シランカップリング剤分子の基板と結合していないメチ
ル基は、プラズマによる炭化水素の表面反応によりDL
Cの一部として取り込まれると推察される。
【0015】つぎにメディア対向面2を所望のエアベア
リング形状にフォトリソグラフィを応用したドライエッ
チング法によりエアベアリング溝8を切り(図2−
(d))、最後に個々の磁気ヘッドに切断することによ
り、図1のような磁気ヘッドが完成する。ここで、中間
層3とDLC保護層4の形成工程は、ポールハイト加工
後であればどの工程中にあってもよく、たとえば個々の
磁気ヘッドに切断された後でもよい。
【0016】本実施例にて製造された磁気ヘッドについ
て、10万回のCSSテストを行った結果、終始安定し
た摩擦係数を示し、メディア対向面のDLC保護層にな
んら損傷は見られなかった。
【0017】(実施例3)実施例2と同一の工程を用
い、シランカップリング剤としてメチルトリエトキシシ
ランを用いたところ、実施例2となんら変わらない結果
が得られた。
【0018】(実施例4)実施例2と同一の工程を用
い、シランカップリング剤としてビニルトリメトキシシ
ランを用いたところ、実施例2となんら変わらない結果
が得られた。この場合、実施例2のメチル基にかわりビ
ニル基がDLCの一部として取り込まれて強固な結合が
生まれると考えられる。
【0019】以上の結果から、基本的にシランカップリ
ング剤であれば本実施例で述べた中間層として用いるこ
とができるが、あまり分子量の大きいものは単分子層と
いえども数nmの厚みに達することもあるので好ましく
ない。また以上の実施例では、アルコキシ基としてメト
キシ基やエトキシ基を用いているが、これに限らず、水
和によって水酸基になるものであれば使えることは言う
までもない。またシランカップリング剤の濃度や浸せき
時間も本発明の本質に影響を与えるものではない。さら
に磁気ヘッドのスライダー基板は、セラミクスやガラス
のように、シランカップリング剤の水和物が吸着できる
酸素や水酸基などの極性基を持つものであれば用いるこ
とができる。また、本発明は、磁気ヘッド以外でもDL
C保護膜を形成する場合の密着性向上に効果的に用いる
ことができるのは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
のDLC保護膜付き磁気ヘッドと比較してスペーシング
ロスが少ない磁気ヘッドが得られる。また、密着に優れ
た中間層が短時間に簡単な設備で形成されるため、安価
で信頼性の優れた磁気ヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による磁気ヘッドスライダーの一例を示
す概略図である。
【図2】本発明による磁気ヘッドスライダーの製造工程
の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 磁気ヘッド 2 メディア対向面 3 中間層 4 DLC保護膜 5 薄膜ヘッド素子 6 スライダー基板 7 シランカップリング剤 8 エアベアリング溝

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ヘッドのメディア対向面に、シラン
    カップリング剤を水和してなる分子を吸着させて形成し
    た中間層と、該中間層上に形成されたDLC保護層を備
    えることを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記シランカップリング剤が、メチルト
    リメトキシシランであることを特徴とする請求項1記載
    の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記シランカップリング剤が、メチルト
    リエメトキシシランであることを特徴とする請求項1記
    載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記シランカップリング剤が、ビニルト
    リメトキシシランであることを特徴とする請求項1記載
    の磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 磁気ヘッドのメディア対向面に、シラン
    カップリング剤を希釈した溶液を塗布し、乾燥させて中
    間層とし、該中間層上にDLC保護層を形成することを
    特徴とした磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記シランカップリング剤が、メチルト
    リメトキシシランであることを特徴とする請求項5記載
    の磁気ヘッドの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記シランカップリング剤が、メチルト
    リエメトキシシランであることを特徴とする請求項5記
    載の磁気ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記シランカップリング剤が、ビニルト
    リメトキシシランであることを特徴とする請求項5記載
    の磁気ヘッドの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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