JPH10222829A - 磁気ヘッドおよびその製造方法及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ヘッドおよびその製造方法及び磁気ディスク装置

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JPH10222829A
JPH10222829A JP2479197A JP2479197A JPH10222829A JP H10222829 A JPH10222829 A JP H10222829A JP 2479197 A JP2479197 A JP 2479197A JP 2479197 A JP2479197 A JP 2479197A JP H10222829 A JPH10222829 A JP H10222829A
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JP
Japan
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magnetic head
magnetic
slider
head
recording medium
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JP2479197A
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English (en)
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Kouji Tani
谷  弘詞
Masanori Inoue
雅典 井上
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】耐摩耗性を向上させ信頼性の高い磁気ヘッド、
磁気ディスク装置を提供する。またその磁気ヘッドの製
造方法を提供する。 【解決手段】記録再生を行う磁気ヘッドと信号を記録す
る磁気ディスクとが連続的に接触した状態で信号の記録
再生を行う際に使用される磁気ヘッドで磁気ヘッドのス
ライダ面すなわち磁気ディスクと直接接触する面がモー
ス硬度で10以上であり、スライダ面の突起の高さがR
p5nm以上である事を特徴とする磁気ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド、磁気
ヘッド製造方法及び磁気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の情報量の増大にともないコンピュ
ータシステムの外部記録装置としての磁気ディスク装置
の重要度は益々高まり、その記録容量に対しては常に高
密度化が要求されている。
【0003】磁気ディスク装置は、磁気記録媒体と磁気
ヘッド(以下ヘッドと称する)を主構成要素とし、磁気
記録媒体の回転制御機構、ヘッドの位置決め機構及び記
録再生信号の処理回路等から構成されている。一般に磁
気ディスク装置は磁気記録媒体に同心円状またはらせん
状に多数設けられたトラックに情報を記録する。ここで
記録密度を向上させるためトラック内の円周方向の情報
密度(線記録密度)を大きくすることが必要となって来
る。
【0004】線記録密度は、磁気記録媒体の磁性膜の特
性(保磁力、膜厚等)ヘッド特性(周波数特性、ギャッ
プ長等)及び磁気記録媒体の磁性膜とヘッドの間のスペ
ーシング等に依存している。近年このヘッドと磁気記録
媒体の間隙(以下浮上量と称する)は急激に小さくなっ
てきており、0.05〜0.1μmが通常となってい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気記録媒体及
び磁気ディスク装置においては磁気記録媒体の摺動信頼
性や高記録密度化のために必要なヘッドの低浮上化に対
して十分な配慮がなされていない。
【0006】一般の磁気ディスク装置は浮上量が極めて
小さいが、磁気記録媒体とヘッドが直接接触するような
コンタクト、ニアコンタクトの状態ではヘッドと磁気記
録媒体の摩耗によりクラッシュと言われる磁気記録媒体
に記録されたデータを再生できない破壊もしくはそれに
類した不具合を生じる。
【0007】このようなクラッシュを引き起こさないた
めには磁気記録媒体の表面とヘッドが接触しなければ良
いのだが、それでは記録密度を大きくすることが困難で
ある。また、ヘッドと磁気記録媒体が接触しないように
磁気記録媒体の表面を平滑にするとヘッドと磁気記録媒
体の摩擦力が上昇し、耐摩耗性の劣化したり、吸着とい
う現象を起こし磁気ディスク装置が起動できない現象を
起こす。またコンタクト型の磁気ディスクにおいては
「Durability of Perpendicular ContactRecordin
g」Journal of Magnetic Society of Japan Vol.1
8,Supplement,No.S1(1994),525に述べられている
ように磁気記録媒体の表面を平滑にした場合においても
磁気ヘッドが摩耗する現象があり、信頼性を確保するこ
とが困難な状況がある。これは特開平6−150599
号公報に記載されているような磁気ヘッドスライダ面に
スライダ浮上面にダイヤモンド状カーボン膜を形成する
と言う物もあるがこういった磁気ヘッドにおいてもスラ
イダ面が非常にフラットであるため平滑な磁気記録媒体
と組み合わせた場合においては摩擦係数が非常に高く磁
気ヘッドは摩耗する。これは磁気記録媒体の保護膜の硬
さにはあまり依存しない。すなわち摩耗に使用されるエ
ネルギーが摩擦係数と荷重と走行距離の積に比例すると
考えると摩擦係数を小さくすることが摩耗のエネルギー
を低減する事につながることが自明である。さらに摩耗
は接触点でのヘッドと円板保護膜の硬さにも依存すると
考えられる。摩擦係数を低減するためには円板保護膜表
面が磁気ヘッドスライダ表面の面粗さを大きくする必要
があるがそうすると接触点での接触圧力が増大すること
となる。しかしながらそうした場合には磁気記録媒体表
面の保護膜の硬さを変化させたところで磁気ヘッドは接
触走行距離が磁気記録媒体の接触点に比較して非常に大
きいため摩耗することになる。そこで本発明ではヘッド
のスライダ面の表面粗さと硬さを制御することで磁気ヘ
ッドの摩耗を低減することを目的とし、さらには、コン
タクト、ニアコンタクトの状態で磁気ヘッド、磁気記録
媒体の摩耗を抑制し磁気ディスク装置の信頼性を向上さ
せる為の磁気ヘッド及びその製造方法を提供するもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッドの
磁気記録媒体と接触する面の硬度をモース硬度で10以
上、面粗さを突起高さでRp5nmとすることで磁気ヘ
ッド、磁気記録媒体の摩耗を抑制することが可能とな
る。
【0009】このような硬度と面粗さを有する磁気ヘッ
ドの製造方法としては、1.磁気ヘッドスライダ面にク
ラスタダイヤモンドよりなる微細なダイヤモンドの単結
晶粒子を蒸着により膜として形成する方法。2.磁気ヘ
ッドスライダ面にクラスタダイヤモンドよりなる粒子を
均一分散塗布後カーボン膜をスパッタ法で形成する。
3.磁気ヘッドスライダ面にクラスタダイヤモンドより
なる粒子を分散させた極性基を有する液体潤滑剤を所定
の厚さ塗布した後に加熱等により潤滑剤をヘッドスライ
ダ面に強固に付着させる事でクラスタダイヤモンドの粒
子をスライダ面に被覆することで形成する。などが考え
られる。
【0010】さらに、磁気ヘッドの材料であるセラミッ
クの原料としてクラスタダイヤモンドをある量添加した
後に焼結しセラミック材料としたのち切り出し、研磨を
行うことで磁気ヘッドのスライダ面にクラスタダイヤモ
ンドの突起を形成することで上記の製造方法により作成
する場合と同等の効果が期待される。
【0011】最終的に磁気ディスク装置として上述した
磁気ヘッドを使用することで優れた信頼性を有する磁気
ディスク装置とすることができる。
【0012】本発明の磁気ヘッドによれば、まず第一に
磁気記録媒体と接触する磁気ヘッドスライダ面の接触す
る部分の硬度をモース硬度で10以上とすることで最も
硬度的には大きいダイヤモンドと同等以上の硬度となり
磁気ヘッドスライダ面の摩耗は小さくなる。さらに磁気
ヘッドスライダ面の面粗さを突起高さRpで5nm以上
とすることで摩擦係数を平坦な場合に比較して小さくす
ることができ摩擦係数の小さい分だけ磁気記録媒体の摩
耗を小さくすることが可能である。さらにはこの突起を
小さく高密度化する事で磁気記録媒体の潤滑剤が磁気ヘ
ッドスライダ面と磁気記録媒体の接触界面において供給
されやすくなり磁気ヘッド、磁気記録媒体とともに摩耗
が抑制される。
【0013】このような磁気ヘッドスライダ面の硬度と
面粗さを容易に達成する手段としてはクラスタダイヤモ
ンドよりなる膜を磁気ヘッドスライダ面に形成すること
である。クラスタダイヤモンドはその粒径が約5nmで
あり非常に単一な粒径分布を持っている。また一つ一つ
の粒子は単結晶のダイヤモンドであるからモース硬度で
8以上と言う硬度を達成することとなる。さらには粒径
がそろっているためスライダ面上で突起の高さがそろっ
た均一な膜となり突起の高さも5nm以上は有する面と
なる。このようなクラスタダイヤモンドの膜を均一に磁
気ヘッドのスライダ面上に形成する手段としてはクラス
タダイヤモンドを蒸着する事でスライダ面に形成する方
法また、クラスタダイヤモンドを磁気ヘッドスライダ面
に均一に分散塗布後カーボン膜等をスパッタ法等により
塗布することである。この場合は磁気ヘッドの磁気記録
媒体と接触する面は初期的にはクラスタダイヤモンドの
上に形成されたカーボン膜等であるが磁気ヘッドと磁気
記録媒体の接触によりこの膜は比較的容易に摩耗しその
したのダイヤモンドが析出、磁気記録媒体と接触するこ
ととなり上記の製造方法により作成した磁気ヘッドと同
等の効果を得ると考えられる。他の方法としてはクラス
タダイヤモンドを分散させた極性基を有する液体潤滑剤
を磁気ヘッドスライダ面に塗布した後、熱処理などを行
い潤滑剤を強固に磁気ヘッドスライダ面に付着させるこ
とでクラスタダイヤモンドも同時にスライダ面に付着さ
せる方法である。
【0014】さらに磁気ヘッドスライダの材料として一
般的に使用されているセラミックの材料にクラスタダイ
ヤモンドをある含率で混合し焼結したセラミックをスラ
イダの材料として磁気ヘッドに加工するものである。こ
れは研磨加工によりセラミック材料中のクラスタダイヤ
モンドがスライダ面に析出する事を利用したものであ
る。このような磁気ヘッドを用いることで高信頼性の磁
気ディスク装置とすることが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(実施例1)図1に示したようにアルミナチタンカーバ
イト(A1203TiC)のウェハをスライダ面が50
X50μmになるように加工し、磁気ヘッドを保持する
サスペンションをとりつけた後、クラスタダイヤモンド
を20wt%の濃度で分散させた純水中にスライダ面を
浸漬しスライダの表面クラスタダイヤモンドを塗布し
た。その後その磁気ヘッドのスライダ面にスパッタ法に
よりカーボン膜を成膜した。カーボン膜の膜厚は5nm
である。また、この磁気ヘッドのヘッド押しつけ荷重は
100mgである。
【0016】(実施例2)実施例1と同じサイズ、同じ
材料の磁気ヘッドのスライダ面にクラスタダイヤモンド
を蒸着するためクラスタダイヤモンドを10の−4乗P
a程度の真空中にて加熱し、10の−6乗Pa程度の真空
中に放置した磁気ヘッドスライダに蒸着した。
【0017】(実施例3)実施例1と同じサイズ、同じ
材料の磁気ヘッドスライダ面をクラスタダイヤモンドを
20wt%含んだピペロニル基を有するパーフルオロポ
リエーテルの液体潤滑剤の0.2wt%の溶液中に浸漬
塗布し、さらに120度で2時間加熱した。
【0018】(実施例4)磁気ヘッドの材料となるアル
ミナチタンカーバイトの中に30%のクラスタダイヤモ
ンドを混合し焼結した。そのウェハを用いて実施例1と
同じサイズの磁気ヘッドスライダを作製した。
【0019】(比較例1)実施例1と同じサイズ、同じ
荷重でクラスタダイヤモンドを塗布しないスライダ表面
がアルミナチタンカーバイドよりなる磁気ヘッドスライ
ダ、またその上にスパッタ法により実施例1と同じ条件
で3nmカーボン膜を成膜した磁気ヘッドスライダを比
較例1として作製した。
【0020】(比較例2)実施例1と同じサイズの磁気
ヘッドスライダの表面にマイクロ波プラズマCVD法に
よりCH4の気相中にてダイヤモンドの膜を約5nm形
成した。その後実施例と同じサスペンションをスライダ
にとりつけ同じ押しつけ荷重とした。
【0021】このようにして作製した実施例1,2,
3,4,比較例1,2の磁気ヘッドスライダ面の面粗さ
をAFM(アトミックフォースマイクロスコープ)によ
り測定した。その結果を表1に示す。またスライダ面の
磁気記録媒体と接触する部分の硬度はその材質がA12
03−TiC,sp−C、ダイヤモンドであるから表1
にしめした値となる。
【0022】
【表1】
【0023】本特許の有効性を調べるためまず最初に実
施例1のサンプルと比較例1のサンプルにおいて平均面
粗さがRa0.5nmの面粗さで液体潤滑剤を塗布した
磁気記録媒体との摩擦力を比較した。摩擦力の測定は回
転数1rpmにて磁気記録媒体を回転させたときの最大
制止摩擦力を歪みゲージをとりつけた平行バネの先に磁
気ヘッドをとりつけ磁気記録媒体に所定の押しつけ荷重
で押し当て測定した。その結果を図2に示す。
【0024】その結果、実施例1は比較例のカーボン保
護膜、アルミナチタンカーバイドのままの場合に比較し
て摩擦力が約1/3に低減されていた。摩擦のエネルギ
ーは接触部の熱、摩耗、変形エネルギー等に変化するの
で摩擦力が小さくなれば発生する摩擦熱や摩耗は低減さ
れる。
【0025】さらに磁気ヘッドスライダの製造方法とし
てクラスタダイヤモンドよりなる膜をスライダ面に形成
することの有効性を調べるためにこれらの実施例、比較
例を前述の磁気記録媒体上で回転数3600rpmで5
00hrの間連続的に摺動させた後にスライダ面の摩耗
量と磁気記録媒体表面の摩耗量を比較した。その結果を
図3に示す。
【0026】図3に示した結果をみると比較例1の場合
はヘッドの摩耗量が非常に大きくなっており、また比較
例2の場合は磁気記録媒体も磁気ヘッドスライダも摩耗
が激しい。これは、比較例1の場合摩擦力が大きい事か
ら摩耗しやすい。また硬度的にダイヤモンドに比較して
柔らかいため摩耗しやすいためと考えられる。比較例2
の場合はダイヤモンドの膜とスライダ面との密着性が悪
いこと、また比較例に示したようにスライダ表面の面粗
さが小さい為だと考えられる。それに対し実施例では全
ての例について試験後も摩耗量が低減している。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、高記録密度で耐摩耗性
の優れた磁気ヘッド、磁気ディスク装置を得ることが出
来ること、また比較的容易に耐摩耗性に優れた磁気ヘッ
ドの製造を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気ヘッドの断面構造の模式図である。
【図2】摩擦力の比較である。
【図3】摩耗試験の結果比較である。
【符号の説明】
1…スライダ(アルミナチタンカーバイト)、2…サス
ペンション、3…クラスタダイヤモンド、
4…スパッタカーボン膜。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録再生を行う磁気ヘッドと信号を記録す
    る磁気ディスクとが連続的に接触した状態で信号の記録
    再生を行う際に使用される磁気ヘッドで磁気ヘッドのス
    ライダ面すなわち磁気ディスクと直接接触する面がモー
    ス硬度で10以上であり、スライダ面の突起の高さがR
    p5nm以上である事を特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の磁気ヘッドにおいて磁気
    ヘッドスライダ面にクラスタダイヤモンドよりなるカー
    ボンの粒子よりなる膜をクラスタダイヤモンドを蒸着す
    る事で成膜しヘッドスライダ面にクラスタダイヤモンド
    膜を形成することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の磁気ヘッドにおいて磁気
    ヘッドスライダ面にクラスタダイヤモンドよりなる粒子
    を均一分散塗布後その上にカーボン膜をスパッタ法等に
    より形成することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の磁気ヘッドにおいて磁気
    ヘッドスライダ面にクラスタダイヤモンドよりなる粒子
    を分散させた熱重合性の潤滑剤を塗布することを特徴と
    する磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の磁気ヘッドにおいてその
    材質がクラスタダイヤモンドを添加したセラミックより
    なることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項6】請求項1、2、3、4、5に記載の磁気ヘ
    ッドを用いた磁気ディスク装置においてヘッドと円板が
    連続的に接触した状態で記録再生を行うことを特徴とし
    た磁気ディスク装置。
JP2479197A 1997-02-07 1997-02-07 磁気ヘッドおよびその製造方法及び磁気ディスク装置 Pending JPH10222829A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7038884B1 (en) * 2001-02-16 2006-05-02 Maxtor Corporation Flying-type disk drive slider with self-blending contact pad
KR101480782B1 (ko) * 2013-06-19 2015-01-14 대덕지디에스 주식회사 기판 추락방지 클램프

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