JPH09293223A - 磁気ヘッド用スライダ及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ヘッド用スライダ及び磁気ディスク装置

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JPH09293223A
JPH09293223A JP8106930A JP10693096A JPH09293223A JP H09293223 A JPH09293223 A JP H09293223A JP 8106930 A JP8106930 A JP 8106930A JP 10693096 A JP10693096 A JP 10693096A JP H09293223 A JPH09293223 A JP H09293223A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】起動時に磁気記録媒体面から浮上する磁気ヘッ
ド用スライダを有する磁気ディスク装置に関し、起動時
のパッドの磨耗及び吸着を抑制し、また、スライダと磁
気ディスクとの接触をより確実に防止すること。 【構成】浮上力発生のためのレール面3a1 〜3a
3 と、前記レール面3a1 〜3a3 のうち空気流流入端
寄りに少なくとも1個、該空気流流出端寄りに少なくと
も1個とそれぞれ形成し、且つ高さが25nm以上であっ
て50nm以下であるパッド7aとを含む。

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
に関し、より詳しくは、駆動時に磁気記録媒体面から浮
上する磁気ヘッド用スライダを有する磁気ディスク装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置においては、浮動型ヘ
ッドを用いるCSS(contact start-stop)方式が採用さ
れている。CSS方式は、磁気ディスク装置の停止時に
磁気ヘッド用スライダを磁気ディスク面上のCSS領域
に載置する一方、駆動時には磁気ヘッド用スライダを磁
気ディスク表面から浮上させるものである。その磁気ヘ
ッド用スライダには、一般に読出し用及び書込み用の磁
気ヘッドが取付けられる。また、磁気ヘッド用のスライ
ダは、サスペンションによって支持され、サスペンショ
ンの操作によって磁気ディスク上を移動する。
【0003】磁気ヘッド用のスライダが浮上するのは、
回転している磁気ディスクの表面に生じる空気流の作
用、即ち磁気ディスク表面での動圧空気軸受けの原理に
よるものである。そのような磁気ディスク装置において
は、高記録密度化及び小型化が促進されており、これに
伴い、スライダの浮上高さは低くなる傾向にある。しか
し、スライダの浮上量が小さくなると、磁気ヘッドが磁
気ディスク表面の凸部に接触して損傷を受けるなどの問
題がある。
【0004】そこで、スライダの浮上高さを低くしよう
とする場合には、磁気ディスクの表面粗さを小さくして
磁気ディスクと磁気ヘッドの接触を防止することが行わ
れている。しかし、磁気ディスクの表面粗さが小さくな
るほど、磁気ディスクのCSS領域でのスライダと磁気
ディスクとの接触面積が大きくなるので、スライダが磁
気ディスクに吸着し易くなってしまう。
【0005】そのような吸着力が大きければ、磁気ディ
スクを回転させるモータの負荷が大きくなったり、磁気
ディスクの回転起動時に磁気ヘッドを支持しているサス
ペンションが破損し易くなる。そのような吸着力を小さ
くするために、磁気ディスクに対向するスライダの空気
軸受面(浮上面、レール面ともいう)に複数のパッド
(突起ともいう)を設けて磁気ディスクとの接触面積を
小さくすることが、例えば特開昭63−37874号公
報に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パッドをレー
ル面上に形成すると、スライダの荷重がパッドにかかる
ために磁気ディスクとの摩擦により磨耗し易くなるとい
った問題がある。しかも、パッドが磁気ヘッドを磁気デ
ィスク面に近づける際の妨げになるなどの不都合があ
る。
【0007】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、起動時のパッドの磨耗及び吸着を抑制
し、また、スライダと磁気ディスクとの接触をより確実
に防止できる磁気ディスク装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図5、
図8に例示するように、浮上力発生のためのレール面3
1 〜3a3 と、前記レール面3a1 〜3a3 のうち空
気流流入端寄りに少なくとも1個、該空気流流出端寄り
に少なくとも1個とそれぞれ形成し、且つ高さが20nm
以上であって50nm以下であるパッド7aとを有するこ
とを特徴とする磁気ヘッド用スライダによって解決す
る。
【0009】上記磁気ヘッド用スライダにおいて、前記
空気流流出端寄りに形成された前記パッド7aは、空気
流の方向に長い平面形状を有することを特徴とする。上
記した課題は、図8、図9に例示するように、浮上力発
生のために本体に形成された複数のレール面3a1 〜3
3 ,22a,22bと、前記レール面3a 1 〜3
3 ,22a,22bのうち前記本体の一方の側部寄り
に形成された第一のレール面3a1 ,22aと、前記第
一のレール面3a1 ,22aの空気流流出端寄りに形成
された第一のパッド7a,7c,7eと、前記レール面
3a1 〜3a3 ,22a,22bのうち前記本体の他方
の側部寄りに形成された第二のレール面3a2 ,22b
と、前記第二のレール面3a2 ,22b上で前記第一の
パッド7a,7c,7eの近くに形成され、かつ前記空
気流流出端からの距離が前記第一のパッド7a,7c,
7eとは異なった位置に形成された第二のパッド7b,
7aとを有することを特徴とする磁気ヘッド用スライダ
によって解決する。
【0010】上記磁気ヘッド用スライダにおいて、前記
第一のレール面3a1 ,22aは、前記空気流流出端で
前記第二のレール面3a2 ,22bの前記空気流流出端
よりも低く浮上する形状に形成され、前記第一のレール
面3a1 ,22aの前記空気流流出端には電磁変換素子
2が取り付けられ、前記第一のパッド7a,7c,7e
は前記第二のパッド7a,7bよりも空気流流入端寄り
に配置されていることを特徴とする。
【0011】上記磁気ヘッド用スライダにおいて、前記
第一のレール面3a1 ,22aと前記第二のレール面3
2 ,22bは、空気流入速度が速くなるにつれて前記
第一及び第二のレール面3a1 ,22a,3a2 ,22
bの空気流流入端の浮上高さが高くなり、且つ、前記空
気流入速度が速くなるにつれて前記第二のレール面3a
2 ,22bの前記空気流流出端の浮上高さと前記第一の
レール面3a1 ,22aの空気流流出端の浮上高さの差
が小さくなる形状を有することを特徴とする。
【0012】上記磁気ヘッド用スライダにおいて、前記
第一のパッド7a,7c,7e又は前記第二のパッド7
a,7bは、空気流の方向に長い平面形状を有すること
を特徴とする。上記磁気ヘッド用スライダにおいて、前
記第一のレール面3a1 ,22a上に形成された前記第
一のパッド7a,7c,7eは平面形状が円形であり、
前記第二のレール面3a2 ,22b上に形成された前記
第二のパッド7a,7bは、前記第二のレール面3
2 ,22bの長手方向に長いことを特徴とする。
【0013】上記した課題は、図7に例示するように、
前記いずれかの磁気ヘッド用スライダ13,20と、前
記磁気ヘッドスライダを支持するサスペンション16
と、前記磁気ヘッド用スライダ13,20に対向して配
置される磁気ディスク14とを有することを特徴とする
磁気ディスク装置によって解決する。上記した課題は、
図15に例示するように、磁気ディスク14と、前記磁
気ディスク14の対向面に突起34を有し、空気流流出
端に電磁変換素子35を有するとともに、前記磁気ディ
スク14面からの該電磁変換素子35の浮上高さhtか
ら該突起の浮上高さhp を引いた値が、前記磁気ディス
ク14の外周から内周にかけて負から正に変化するスラ
イダ30とを有することを特徴とする磁気ディスク装置
によって解決する。
【0014】(作 用)本発明によれば、磁気ヘッド用
スライダのパッドの高さを20〜50nmの範囲に設定し
たので、そのパッドと磁気ディスク面との摩擦係数が小
さくなり、しかもスライダのグライドハイトを低く保つ
ことができる。また、スライダの一方の側部寄りに形成
される第一のレール面と、他方の側部寄りに形成される
第二のレール面の上にそれぞれパッドを形成する場合
に、第一のレール面上のパッドの空気流流出端からの距
離と第二のレール面上のパッドの空気流流出端からの距
離を異なるようにした。これにより、スライダが横方向
に傾いて磁気ディスク上を浮上する場合に、磁気ディス
クからの浮上高さが低い方のレール面上のパッドを空気
流流出端から離すことにより磁気ディスク表面とパッド
との接触が未然に防止される。また、浮上高さの高い側
のレール面上のパッドは、スライダを磁気ディスク上に
安定に載置させるために空気流流出端に近い方が好まし
い。
【0015】さらに、定速で回転中の磁気ディスクの表
面では、回転中心から離れるほど周速が速くなるので、
スライダの空気流の速度は回転中心から離れるほど速く
なる。従って、磁気ディスクの回転中心から離れるにつ
れてスライダの空気流流入端の浮上高さが増すので、ス
ライダの空気流流出端寄りのパッドが磁気ディスク面に
接触する可能性が極めて小さくなる。このことから、ス
ライダが回転中心から離れるにつれて、読出又は書込み
用の磁気ヘッド(以下、電磁変換素子という)が取り付
けられていないレール面の浮上高さが低下するような構
造を採用する。その構造として、例えば電磁変換素子に
隣設しているレール面の幅よりも、電磁変換素子に隣設
しないレール面の幅を狭くしたものがある。
【0016】また、レール面に形成されるパッドは、レ
ール面の幅によりその面積が規制されるので、レール面
の長さ方向にパッドを長く形成してパッドの面積を大き
くすると、パッドと磁気ディスク面との磨耗が抑制され
る。また、別の発明によれば、磁気ディスク面上で、電
磁変換素子の浮上高さから突起の浮上高さを引いた値
が、磁気ディスクの外周から内周にかけて負から正に変
化するようにしたので、浮上高さが低くなる内周寄りの
領域での電磁変換素子と磁気ディスク表面との接触を防
止できる。
【0017】
【実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。 (第1実施形態)本発明の第1実施形態に係る磁気ヘッ
ドを装着したスライダの製造工程を図1〜図5に基づい
て説明する。なお、図5(a),(b) は、完成した磁気ヘッ
ド用スライダの底面及び断面を示している。
【0018】まず、図1(a) に示すように、アルミナチ
タンカーバイド(Al2O3TiC)、フェライト或いはチタン
酸カルシウムなどの材料からなるウェハ1の主面に電磁
変換素子2を縦及び横方向に複数個形成する。電磁変換
素子2は、例えば磁気抵抗効果素子、インダクタンス素
子などからなる。次に、ダイシングソーを用いてウェハ
1を図1(a) の一点鎖線に沿って切断することにより、
図1(b) に示すように、電磁変換素子2が一列に並んだ
棒状体3を複数個形成する。
【0019】この棒状体3は、後の工程でさらに複数に
分割されて磁気ヘッド用のスライダとなるので、予め空
気流の流入端側にテーパを形成しておく。なお、棒状体
3のうち、電磁変換素子2の磁極が露出する側の面がス
ライダの浮上面3aとなる。次に、図1(c) に示すよう
に、スパッタリング、CVD、蒸着などの成膜技術を用
いて、棒状体3の浮上面3a及び電磁変換素子2の上に
中間膜4を5nmの厚さに形成する。続いて、プラズマC
VD、スパッタリング、蒸着等の成膜技術を用いて、中
間膜4の上にダイアモンドライクカーボン(以下、DL
Cという)よりなる保護膜5を10nmの厚さに形成す
る。
【0020】保護膜5は、浮上面3aと電磁変換素子2
を保護するものである。また、中間膜4は、保護膜5と
棒状体3の密着性を向上するために形成しているので、
その密着性が良ければ省略してもよい。さらに、保護膜
5の上に、膜厚2〜5nmのシリコン膜6と、膜厚20〜
50nmのDLC膜7を形成する。このDLC膜7は、後
の工程でパターニングされてパッドとなる。また、シリ
コン膜6はDLC膜7をパターニングする際のエッチン
グストッパーとなる。
【0021】その後に、図2に示すように、ホルダー8
の上に複数の棒状体3を載置、固定する。この場合、電
磁変換素子2が形成された面を横向きにし、浮上面3a
を上向きにする。ホルダー8の内部は、棒状体3の自由
な移動を規制する構造となっている。なお、図2では、
ホルダー8内での棒状体3の配置関係を明確にするため
に中間膜4からDLC膜7までの層構造は省略してい
る。
【0022】次に、図3(a) に示すように、ラミネータ
を用いて第一のフィルムレジスト9をDLC膜7の上に
積層する。この後に、第一のフィルムレジスト9を露
光、現像することにより、図3(b) に示すように、第一
のフィルムレジスト9をパッド形成部分に残す。パター
ニングされた第一のフィルムレジスト9の平面形状は、
浮上時の空気流を乱さない形状であれば円形、楕円形、
放物線形に限定されるものではない。パターニングされ
た第一のフィルムレジスト9は第一のマスクとして使用
される。
【0023】なお、図中符号10は、ラミネータのロー
ラを示している。次に、ホルダー8に収納された棒状体
3を反応性イオンエッチング(RIE)装置に入れ、そ
の中で発生させた酸素プラズマによって第一のフィルム
レジスト9に覆われない部分のDLC膜7をエッチング
する。これにより、DLC膜7はパターニングされて図
3(c) に示すようなスライダ上のパッド7aとなる。そ
のパッド7aの高さは、DLC膜7の膜厚と等しくな
る。
【0024】このパターニング工程において、酸素プラ
ズマによるシリコン膜6のエッチングレートは極めて小
さいか或いは零であるので、DLC膜7のエッチングの
管理が容易になる。しかも、DLCよりなる保護膜5が
エッチングされずに浮上面3aと電磁変換素子2を覆っ
ている。この場合、エッチングを時間管理してもよい
が、エッチングの際のプラズマ発光の波長変化に基づい
て終点判定をおこなってもよい。
【0025】次に、図3(d) に示すように、再びラミネ
ータを使用して第二のフィルムレジスト11を棒状体3
上に積層し、これにより第一のフィルムレジスト9、シ
リコン膜6及びパッド7aを覆う。続いて、第二のフィ
ルムレジスト11を露光、現像して、図4(a) に示すよ
うに、浮上面3aをレール状に残そうとする領域以外を
除去する。そのレール状の領域の近傍には電磁変換素子
2が存在するので、その電磁変化素子2も第二のフィル
ムレジスト11に覆われることになる。
【0026】これにより、棒状体3のうちスライダの負
圧領域となる部分とスライダ相互間の境界部分が第二の
フィルムレジスト11に覆われないことになる。次に、
ストライプ状の第二のフィルムレジスト11を第二のマ
スクとして使用し、シリコン膜6、保護膜5、中間膜4
及び棒状体3をイオンミリングによりエッチングして凹
部12を形成する。これにより、図4(b) に示すよう
に、棒状体3のうちスライダの負圧部分とスライダの輪
郭部分に凹部12が形成されることになる。
【0027】この後に、図4(c) に示すように、第一及
び第二のフィルムレジスト9,11をアセトンにより洗
浄除去する。第一のフィルムレジスト9を予め除去しな
いようにすると、レジストの洗浄が1回で済むのでスル
ープットが向上する。さらに、棒状体3のスライダ相互
間の境界部分を切断することにより、棒状体3から図4
(d) に示すようなスライダ13を切り分ける。
【0028】以上の工程によって形成される磁気ヘッド
のスライダ13は、例えば図5(a)に示すような底面形
状となる。なお、図5(a) において符号13aは、テー
パ面を示している。このスライダ13において、その両
側面寄りにはそれぞれ中央が括れたレール状の第一及び
第二の浮上領域3a1 、3a2 が形成され、さらに、第
一及び第二の浮上領域3a1 、3a2 の間の空気流流入
端寄りには、島状の第三の浮上領域3a3 が形成されて
いる。それらの浮上領域を以下にレール面という。
【0029】また、第一、第二及び第三のレール面3a
1 〜3a3 に囲まれた凹部12は、負圧領域となってい
る。スライダ13が浮上している状態で、その負圧領域
は負圧を受けるので、スライダ13の空気流流出端(後
端)が空気流流入端(前端)よりも低い状態に保持され
る。さらに、第一及び第二のレール面3a1 ,3a2
上の空気流流出端寄りには、上記したパッド7aが少な
くとも1つずつ形成されている。また、第三のレール面
3a3 には1つのパッド7aが形成されている。
【0030】それらのパッド7aは、既に説明したよう
に25〜50nmの高さに形成されている。これは、図6
の実験結果に基づいて設定した高さである。即ち、パッ
ドが25nmよりも低い場合にはパッド7aと磁気ディス
ク面14との摩擦係数が大きくなって、パッド7aが磁
気ディスク面14を傷つけたり、或いはパッド7aが磨
耗し易くなるので好ましくない。一方、第一又は第二の
レール面3a1 ,3a 2 上の空気流流出端寄りのパッド
7aの高さを50nm以上にして電磁変換素子2の近傍に
配置すると、そのパッド7aのグライドハイトが電磁変
換素子2よりも低くなるので磁気ディスク14の表面の
凸部に接触し易くなるので好ましくない。
【0031】図6においては、パッドの高さが25nmで
は摩擦係数が約3と比較的小さくなっているが、摩擦係
数を1以下にしたい場合にはパット高さを27nm以上に
する必要がある。しかし、媒体の表面粗さや潤滑膜厚の
最適な制御でパッド高さの下限は20nmまで低くでき
る。ところで、上記したパッド7aはDLC膜7をパタ
ーニングして得たものであるが、その下のレール面3a
は磁気ディスク14に接触しなくなるので、レール面3
a及び電磁変換素子2を覆う保護膜5としては、図7
(a) に示すように、シリコン膜、炭化シリコン膜又は酸
化シリコン膜のいずれかの単層だけで構成してもよい。
即ち、シリコン膜、炭化シリコン膜又は酸化シリコン膜
は、パッド7aを構成するDLC膜7とウェハ1との密
着性を向上する機能を有するので、その他のシリコン膜
6、中間膜4を省く。
【0032】このような層構成にすると、図7(b) に示
すように、レール面3aはシリコン、炭化シリコン又は
酸化シリコンよりなる保護膜5a膜によって覆われ、そ
の上にはDLCよりなるパッド7aが形成されることに
なる。そのシリコン、炭化シリコン又は酸化シリコンの
膜厚は例えば5nm程度にする。このような構造によれ
ば、パッド7aとレール面3aの間には1つの膜だけが
存在することになるので、成膜時間が短くなってスルー
プットが向上する。
【0033】上記した電磁変換素子2が取り付けられた
スライダ13は、図8に示す磁気ディスク装置15内に
おいてサスペンション16の先端に取付けられ、サスペ
ンション16の操作によって磁気ディスク14の上を移
動できるようになっている。 (第2実施形態)第1実施形態で示したようなラミネー
タを使用して二重にフィルムレジストを使用する方法で
は、レール面の幅によってパッドの直径の上限が規定さ
れる。
【0034】パッドの直径が小さくなって面積が狭くな
ると、磁気ディスクとパッドの摩擦によってパッドの磨
耗が懸念される。そこで、パッドの面積を大きくするた
めには、図9(a),(b) に示すように、第一及び第二のレ
ール面3a1,3a2 の長手方向にパッド7bを長くして
広げることが有効である。図9(a) では、電磁変換素子
2から遠い第二のレール面3a2で、後端寄りのパッド
7bの面積を広げた状態を示している。また、図9(b)
では、第一及び第二のレール面3a1,3a2 で、後端寄
りのパッド7b,7cの面積を広げた状態を示してい
る。スライダ13の後端からのパッドの取付け位置は第
1実施形態とは異なっているが、その詳細は次の実施形
態で説明する。
【0035】なお、本実施形態では、第一及び第二のレ
ール面3a1,3a2 の先端寄りにパッド7dを形成した
例を示している。 (第3実施形態)第1実施形態で示したスライダが浮上
している状態で、電磁変換素子を磁気ディスクに近づけ
るためには、以下に述べるような構造を採用する。図1
0(a) 〜(c) は、第3実施形態のスライダとその浮上状
態を示している。なお、図10(a) において、図5と同
じ符号は同じ要素を示している。
【0036】図10(a) に示すようなスライダ20にお
いて、図10(b) に示すように浮上状態のスライダ20
の空気流流出端(後端)は空気流流入端(前端)よりも
浮上高さが小さい。したがって、電磁変換素子2に近い
側の第一のレール面21の浮上量が小さく、電磁変換素
子2に遠い側の第二のレール面22の浮上量を大きくす
る構造を採用すると、第一のレール面21の後端が最も
低い浮上高さとなる。これにより、第一のレール面21
の後端に取付けられた電磁変換素子2を磁気ディスク1
4に極めて近づけても、レール面と磁気ディスク面との
接触が防止されるので、そのようなスライダ20の構造
は、高密度の情報の読出、書込みに適している。
【0037】そのような第一のレール面21と第二のレ
ール面22の浮上量を変えるためには、例えば、第一の
レール面21の中央から後端にかけた領域の幅を第二の
レール面22よりも狭くした構造を採用する。このよう
な構造においては、第二のレール面22の浮上高さが高
いので、その上のパッド7a,7dが磁気ディスク14
に接触する可能性が小さくなる。しかし、第一のレール
面21の空気流流出端寄りの領域は磁気ディスクに近い
ので、その領域付近に形成されるパッド7eと磁気ディ
スク14表面との接触を回避する必要がある。
【0038】その回避方法として、パッド7eの高さを
小さくすることも考えられるが、第1実施形態で説明し
たように、パッド7eの高さを20nmよりも低くするこ
とは好ましくない。そこで、図10(a) に示すように、
第一のレール面21上の空気流流出端寄りのパッド7e
を、第二のレール面22上の空気流流出端寄りのパッド
7aよりも空気流流出端から遠くなるようにすると、第
一のレール面21の空気流流出端を磁気ディスク14に
近づけても第一のレール面21上のパッド7eと磁気デ
ィスク14の表面との接触は回避される。
【0039】このように、第一のレール面21上の空気
流流出端寄りのパッド7aと第二のレール面22上の空
気流流出端寄りのパッド7eをそれぞれ空気流流出端か
ら異なる距離に配置しても、磁気ディスクが停止状態で
は全てのパッド7a,7e,7dが磁気ディスク面14
に接触可能な配置であれば不都合はない。 (第4実施形態)スライダの両側部の浮上量は、磁気デ
ィスクの回転中心からの位置によって異なる。これは、
磁気ディスクの回転中心から離れるほど磁気ディスクの
周速が速くなるからである。
【0040】スライダが磁気ディスクの外周に近くなる
と、空気流流入端の浮上量は高くなるので、スライダの
空気流流出端が磁気ディスクに接触する可能性は極めて
低くなる。そこで、図11に示すような浮上設計のスラ
イダを用いることも可能になる。即ち、図10に示すよ
うなスライダ20が磁気ディスク14の回転中心に近づ
いた状態で、電磁変換素子2に近い側の第一のレール面
21の空気流流出端の浮上高さが低く、電磁変換素子2
に遠い側の第二のレール面22の空気流流出端の浮上高
さが高くなるように傾くように設計する。また、スライ
ダ20が回転中心から離れるにつれて、第二のレール面
22の空気流流出端の浮上高さが低くなって第一のレー
ル面21の空気流流出端の浮上量に近づくような構造に
設計する。
【0041】そのような構造は、例えば、磁気ディスク
14の回転中心に対して第一のレール面21を外側に配
置し、第二のレール面22を内側に配置するとともに、
第一のレール面21の少なくとも一部の幅を第二のレー
ル面22の幅よりも狭くし、それらの幅の比を調整する
ことによって得られる。図11のような浮上特性に設定
すれば、浮上状態のスライダ20のローリングが無くな
って、スライダ20の浮上が安定するとともに、電磁変
換素子2の浮上高さを低い状態で保持することができ
る。 (第5実施形態)磁気ヘッド用のスライダが小さくなる
につれて、スライダ加工の際に生じる湾曲(camber)や捩
れ(twist) が無視できないことになる。例えば図5に示
すスライダ13の湾曲量が15nm、捩れ量が15nm、パ
ッド7aの高さが30nmである場合に、図12に示すよ
うに、パッド7a以外のレール面3a1 、3a2 が磁気
ディスク14の表面に接触し易くなる。レール面3
1 、3a2 と磁気ディスク14の表面が接触すると、
それらの吸着力が大きくなるので好ましくない。
【0042】したがって、そのような接触を防止するた
めには、図13(a) に示すように、第三のレール面3a
3 だけでなく第一のレール面3a1 と第二のレール面3
2の空気流流入端寄りにもパッド23を形成すること
が有効である。空気流流入端寄りにもパッド23が存在
すると、設計上で4点以上の支持となるので、スライダ
13に湾曲や捩れが生じても、停止状態において第一又
は第二のレール面3a1 ,3a2 が磁気ディスク14に
接触することが回避される。
【0043】また、スライダ13の加工における捩れ量
や湾曲量が大きい場合にはパッド23の面積を広くする
と、パッド23が磁気ディスク14と接触し易くなる。
このように、スライダ13に湾曲や捩れが生じる場合
に、CCS領域において4つ以上のパッド7a,23が
磁気ディスク14に接触しなくなることは吸着防止の観
点から利点がある。
【0044】しかし、第一又は第二のレール面3a1
3a2 に形成された複数のパッド7a,23が、磁気デ
イスク14のCSS領域で同じ軌跡を描く場合には次の
ような不都合がある。即ち、スライダ13の空気流流入
端寄りのパッド23が磁気ディスク14上の潤滑層がか
き分けた後に、そのかき分けた部分を空気流流出端寄り
のパッド7aが通ることになる。従って、空気流流出端
寄りのパッド23は潤滑効果の低い軌道を通ることにな
るので磨耗し易くなる。
【0045】そこで、図13(b) に示すように、スライ
ダ13のヨー角を考慮して、CSS領域での各パッド2
3,7aの軌跡が相違するような位置に各パッドを形成
するのが好ましい。 (第6実施形態)浮上型のスライダを有する磁気ディス
ク装置においては、磁気ディスク面とスライダの吸着を
防止するために上記したようなパッドを形成している。
【0046】また、スライダの浮上高さを低くする場合
に、電磁変換素子と磁気ディスク表面の凸部との接触を
防止するために、磁気ディスクの表面粗さを小さくする
と、磁気ディスク表面とパッドとの吸着が生じ易くなる
という不都合が生じる。そこで、磁気ディスクの表面粗
さを余り小さくせずに、電磁変換素子と磁気ディスク面
との接触を防止する手段を以下に説明する。
【0047】図14(a),(b) は、本発明の第6実施形態
のスライダの底面図及び側面図、図15(a) は、スライ
ダの浮上状態を示す側面図、図15(b) は、スライダと
磁気ディスクの相対速度とスライダの浮上高さとの関係
を示す特性図である。スライダ30の磁気ディスク対向
面において、その両側部寄りには第一のレール面31と
第二のレール面32が形成されている。
【0048】第一及び第二のレール面31,32の空気
流流入端(前端)にはテーパ面31a,32aが形成さ
れ、空気流流出端(後端)寄りの位置にはパッド33,
34が形成されている。また、第一のレール面31の空
気流流出端には電磁変換素子35が形成されている。こ
のようなスライダ30は、図8に示す磁気ディスク装置
内でサスペンション16の先端に取り付けられており、
磁気ディスク14の回転によって生じる空気流を受けて
浮上するようになっている。
【0049】浮上状態のスライダ30の第一及び第二の
レール面31,32では、図15(a) に示すように、そ
の前端にテーパ面31a,32aが形成されているの
で、磁気ディスク14との相対速度vが増すにつれて磁
気ディスク14からの高さが後部よりも前部が高くなっ
てくる。即ち、第一及び第二のレール面31,32の傾
斜角(以下、ピッチ角という)θは相対速度vの上昇と
ともに大きくなってくる。
【0050】一方、一定の回転数で回転している磁気デ
ィスク14の周速は、回転中心から離れるほど大きくな
る。したがって、磁気ディスク14上を浮上するスライ
ダ30の第一及び第二のレール面31,32は、磁気デ
ィスク14の外側に移動するほどピッチ角θが大きくな
る。また、ピッチ角θの増加により、磁気ディスク14
からの電磁変換素子35の浮上高さht は増加し、さら
に磁気ディスク14からのパッド33,34の浮上高さ
hp は増加することになる。
【0051】相対速度vの増加につれて、電磁変換素子
35の浮上高さht は比較的緩やかに増加する。ここ
で、電磁変換素子35の浮上高さht は相対速度vが変
化してもできるだけ一定の値を保つように設計するのが
一般的であるが、現実には、図15(b) に示すように、
相対速度vの増加とともに僅かに増加してしまうことが
多い。また、パッド33,34は、電磁変換素子35よ
りも前端寄りにあるので、浮上高さhp は比較的急激に
増加する。
【0052】以上のことから、磁気ディスク14の高記
録密度化に対応させて電磁変換素子35の浮上高さht
を低くする場合には、回転中心寄りの領域における電磁
変換素子35と磁気ディスク14表面との接触を確実に
防止する必要がある。そこで、図15(b) に示すよう
に、電磁変換素子35の浮上高さht が基準値h0 、例
えば30nm程度以下になる磁気ディスク14の領域Bで
は、パッド33,34の浮上高さhp を電磁変換素子3
5の浮上高さht よりも低くなるようにする。そして、
その領域B内で磁気ディスク14の表面粗さによる凸部
14aが存在する場合に、電磁変換素子35の僅か前方
のパッド33,34が凸部14aに優先的に接触するこ
とになる。これにより、凸部14aと電磁変換素子35
の接触が回避され、電磁変換素子35の損傷が防止され
る。
【0053】一方、電磁変換素子35の浮上高さht が
基準値h0 以上の高さになる磁気ディスク14の領域A
では、領域Aにある凸部14aと電磁変換素子35が接
触する確率は極めて小さいので、パッド33,34をの
浮上高さhp を電磁変換素子35の浮上高さht よりも
高くしてもよくなる。相対速度vの関係からスライダ3
0の前方は磁気ディスク14の外周に近づくほど高くな
るので、パッド33,34の浮上高さhp を電磁変換素
子35の浮上高さht よりも高くすることは容易であ
る。
【0054】以上のことをまとめると次のようになる。
即ち、磁気ディスク装置の通常運転時において、実用回
転数で回転する磁気ディスク14の内周側から外周側ま
でスライダ30はシーク動作をするが、領域Bの範囲内
での2つの浮上高さhp 、ht の関係をhp ≦ht とす
る。それらの浮上高さの差(ht −hp )を大きくし過
ぎると、当然のことながらht が大きくなるので、高記
録密度化の要求に応えることができなくなるし、パッド
33,34が突起と接触し易くなるので好ましくない。
その差(ht −hp )は、30nm以下であるのが好まし
い。なお、その差(ht −hp )の最大値は、装置停止
状態でのパッド33,34の底面と電磁変換素子35の
底面との距離となる。
【0055】また、磁気ディスク14の領域Aの範囲内
での2つの浮上高さhp 、ht の関係は特に限定される
ものではないが、電磁変換素子35を低浮上させるため
にはhp >ht とするのが好ましい。このような浮上高
さの変化は、パッド33,34の厚さ、磁気ディスク1
4の回転数、スライダ30の負圧領域の大きさ、レール
面31,32の面積、テーパ面31a,32aの面積な
どを調整することに実現する。
【0056】そのようなパッド33,34は磁気ディス
ク14の凸部14aとの接触を容認することを前提とし
ているので、その磨耗を防止するために比較硬度の硬い
セラミック系の材料などからパッド33,34を形成す
るのが好ましい。例えば、パッド33,34の少なくと
も表面を、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファス
カーボンのような炭素系材料を用いると、高度2500
程度の硬さにすることができる。また、ホウ化物、炭化
物又は窒化物を用いてもよい。
【0057】また、磁気ディスク装置においては、磁気
ディスクの表面に潤滑膜を施すことが多い。その潤滑膜
として、ベンゼン環を有するフッ化炭素系の潤滑剤を用
いる場合には、パッド33,34の表面を炭素系皮膜で
覆うか或いはパッド33,34自身を炭素系材料で形成
すると、その潤滑剤がパッド表面に移り易くなる。ま
た、潤滑膜が水素基を持つフッ化炭素系の液体潤滑剤を
用いる場合には、パッド33,34の表面を酸化物系の
材料(例えば、Al2O3 、SiO2)で覆うか或いはパッド3
3,34自身をその材料で形成すると、潤滑剤がパッド
表面に移り易くなる。
【0058】パッド33,34に潤滑剤が付着すると、
パッド33,34の潤滑状態が良好になり、パッド3
3,34と磁気ディスク14の摩擦力が低下するので、
磁気ディスク14の磁気記録媒体面でのパッド接触摺動
による損傷が軽減される。電磁変換素子35に使用する
磁性材の高度は100〜800程度であるので、電磁変
換素子35を保護するために酸化アルミニウム(硬度約
2000)で覆うことが多いが、電磁変換素子35の磁
気ディスク対向面には酸化アルミニウムを形成しないの
が通例である。
【0059】上記した説明では、スライダ30の第一及
び第二のレール面31,32上にパッド33,34を形
成する場合に、パッド33,34の浮上高さhp の高さ
を問題にしたが、パッドは必ずしもレール面に形成する
必要はなく、図16(a),(b)に示すように、レール面3
1,32以外のディスク対向面にパッドが形成されてい
るものであってもよい。この場合にも、図15(b) に示
すような浮上高さにすると、電磁変換素子が保護され
る。
【0060】なお、本実施形態では、電磁変換素子と磁
気ディスクとの接触を防止するためパッドを使用してい
る。しかし、電磁変換素子と磁気ディスクとの接近距離
を規制する突起であればよく、パッドに限定されるもの
ではない。
【0061】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁気
ヘッド用スライダのパッドの高さを25〜50nmの範囲
に設定しているので、そのパッドと磁気ディスク面との
摩擦係数が小さくなり、しかもスライダのグライドハイ
トを低く保つことができる。また、スライダの一方の側
部寄りに形成される第一のレール面と、他方の側部寄り
に形成される第二のレール面の上にそれぞれパッドを形
成する場合に、第一のレール面上のパッドの空気流流出
端からの距離と第二のレール面上のパッドの空気流流出
端からの距離を異なるようにしたので、スライダが横方
向に傾いて磁気ディスク上を浮上する場合に、浮上高さ
が低い方のレール面上のパッドを空気流流出端から離す
ことにより磁気ディスク表面とパッドとの接触を未然に
防止できる。また、浮上高さの高い方のレール面上のパ
ッドは、他のレール面上のパッドよりも空気流流出端に
近づけるようにしたので、スライダを磁気ディスク上に
安定に載置させることができる。
【0062】さらに、磁気ディスクの回転中心から離れ
るにつれてスライダの空気流流入端の浮上高さが増す一
方、スライダが回転中心から離れるにつれて、電磁変換
素子に隣設しない側のレール面の後端の浮上高さが低く
なるような構造を採用したので、スライダのローリング
を防止できる。また、レール面の長さ方向にパッドを長
く形成してパッドの面積を大きくするようにしたので、
パッドの磨耗を抑制することができる。この場合、電磁
変換素子に近い側のレール面上のパッドを円形にするこ
とによって、そのパッドの面積を小さくして磁気ディス
クとの接触を防止することができる。
【0063】また、別の発明によれば、磁気ディスク面
上で、電磁変換素子の浮上高さから突起の浮上高さを引
いた値が、磁気ディスクの外周から内周にかけて負から
正に変化するようにしたので、浮上高さが低くなる内周
寄りの領域での電磁変換素子と磁気ディスク表面との接
触を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は、本発明の第1実施形態の磁気ヘッ
ド用スライダを形成するために使用するウェハの斜視
図、図1(b) は、ウェハを分割した棒状体を示す斜視
図、図1(c) は、図1(b) の棒状体の表面に多層構造の
膜を形成した状態を示すI─I線断面図である。
【図2】図2は、図1(b) に示す複数の棒状体をホルダ
ーに収納した状態を示す斜視図である。
【図3】図3(a) 〜(d) は、本発明の第1実施形態の磁
気ヘッド用スライダのパターニング工程を示す側面図
(その1)である。
【図4】図4(a) 〜(d) は、本発明の第1実施例の磁気
ヘッド用スライダのパターニング及び切断工程を示す側
面図(その2)である。
【図5】図5(a) は、本発明の第1実施例の磁気ヘッド
用スライダの一例を示す上面図、図5(b) は、そのII−
II線断面図である。
【図6】図6は、本発明の第1実施例の磁気ヘッド用ス
ライダーのパッドの高さと磁気ディスク表面での摩擦係
数との関係との関係を示す図である。
【図7】図7(a),(b) は、本発明の第1実施例の磁気ヘ
ッド用スライダーのパッドとウェハの間の層構造を異な
らせた例を示す断面図である。
【図8】図8は、本発明の第1実施例の磁気ヘッド用ス
ライダを備えた磁気ディスク装置の内部平面図である。
【図9】図9(a),(b) は、本発明の第2実施例の磁気ヘ
ッド用スライダを示す平面図である。
【図10】図10(a) は、発明の第3実施例の磁気ヘッ
ド用スライダを示す平面図、図10(b) は、その磁気ヘ
ッド用スライダの浮上状態を示す側面図、図10(c)
は、その磁気ヘッド用スライダの浮上状態を示す正面図
である。
【図11】図11は、本発明の第4実施形態の磁気ヘッ
ド用スライダによる浮上高さと磁気ディスクの半径との
関係を示す特性図である。
【図12】図12は、磁気ヘッド用スライダに湾曲、捩
れが生じている場合のスライダと磁気ディスクとの接触
状態を示す図である。
【図13】図13(a),(b) は、本発明の第5実施形態の
磁気ヘッド用スライダを示す平面図である。
【図14】図14(a),(b) は、本発明の第6実施形態の
磁気ヘッド用スライダを示す平面図及び側面図である。
【図15】図15(a) は、本発明の第6実施形態の磁気
ヘッド用スライダの浮上状態を示す側面図、図15(b)
は、磁気ヘッド用スライダ・磁気ディスクの相対速度と
磁気ヘッド用スライダの浮上高さとの関係を示す特性図
である。本発明の第4実施形態の磁気ヘッド用スライダ
による浮上高さと磁気ディスクの半径との関係を示す特
性図である。
【図16】図16(a),(b) は、本発明の第6実施形態の
磁気ヘッド用スライダの別の例を示す平面図及び側面図
である。
【符号の説明】
2 電磁変換素子 3a1 ,3a2 ,3a3 、21、22 レール面(空
気軸受け面) 31、32 レール面(空気軸受け面) 7a〜7e、23、33、34、36 パッド(突
起) 12 負圧領域 13、20、30 スライダ 14 磁気ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊口 卓 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 横畑 徹 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 古石 亮介 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】浮上力発生のためのレール面と、 前記各レール面のうち空気流流入端寄りに少なくとも1
    個、該空気流流出端寄りに少なくとも1個とそれぞれ形
    成し、且つ高さが20nm以上であって50nm以下である
    パッドとを有することを特徴とする磁気ヘッド用スライ
    ダ。
  2. 【請求項2】前記パッドは、空気流の方向に長い平面形
    状を有することを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド
    スライダ。
  3. 【請求項3】浮上力発生のために本体に形成された複数
    のレール面と、 前記レール面のうち前記本体の一方の側部寄りに形成さ
    れた第一のレール面と、 前記第一のレール面の空気流流出端寄りに形成された第
    一のパッドと、 前記レール面のうち前記本体の他方の側部寄りに形成さ
    れた第二のレール面と、 前記第二のレール面上で前記第一のパッドの近くに形成
    され、かつ前記空気流流出端からの距離が前記第一のパ
    ッドとは異なった位置に形成された第二のパッドとを有
    することを特徴とする磁気ヘッド用スライダ。
  4. 【請求項4】前記第一のレール面は、前記空気流流出端
    で前記第二のレール面の前記空気流流出端よりも低く浮
    上する形状に形成され、前記第一のレール面の前記空気
    流流出端には電磁変換素子が取り付けられ、 前記第一のパッドは前記第二のパッドよりも空気流流入
    端寄りに配置されていることを特徴とする請求項3記載
    の磁気ヘッド用スライダ。
  5. 【請求項5】前記第一のレール面と前記第二のレール面
    は、空気流入速度が速くなるにつれて前記第一及び第二
    のレール面の空気流流入端の浮上高さが高くなり、且
    つ、前記空気流入速度が速くなるにつれて前記第二のレ
    ール面の前記空気流流出端の浮上高さと前記第一のレー
    ル面の空気流流出端の浮上高さとの差が小さくなる形状
    を有することを特徴とする請求項4記載の磁気ヘッド用
    スライダ。
  6. 【請求項6】前記第一のパッド又は前記第二のパッド
    は、空気流の方向に長い平面形状を有することを特徴と
    する請求項3〜5記載の磁気ヘッドスライダ。
  7. 【請求項7】前記第一のレール面上に形成された前記第
    一のパッドは平面形状が円形であり、 前記第二のレール面上に形成された前記第二のパッド
    は、前記第一のレール面の長手方向に長いことを特徴と
    する請求項3〜6いずれか記載の磁気ヘッド用スライ
    ダ。
  8. 【請求項8】請求項1〜5いずれか記載の磁気ヘッド用
    スライダと、 前記磁気ヘッドスライダを支持するスプリングアーム
    と、 前記磁気ヘッド用スライダに対向して配置される磁気デ
    ィスクとを有することを特徴とする磁気ディスク装置。
  9. 【請求項9】磁気ディスクと、 前記磁気ディスクの対向面に突起を有し、空気流流出端
    に電磁変換素子を有するとともに、前記磁気ディスクか
    らの該電磁変換素子の浮上高さから該突起の浮上高さを
    引いた値が、前記磁気ディスクの外周から内周にかけて
    負から正に変化するスライダとを有することを特徴とす
    る磁気ディスク装置。
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