JPH10269522A

JPH10269522A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10269522A
Application number: JP9299397A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuyama; 博福山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ヘッドと記録媒体の接触状態を安定化し
て良好な状態に保つことができる薄膜磁気ヘッドを提供
する。【解決手段】非磁性基体上に下コア５、コイル１０、
磁気ギャップ８、上コア９を少なくとも形成してなるヘ
ッド本体１を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気
ヘッドにおいて、前記ヘッド本体の磁気ギャップを含む
摺動部１４は、前記ヘッドチップの一側部に断面略直角
形状の段部として突出形成されており、この摺動部の先
端の摺動面３は摺動方向に沿って一定の幅を有して曲面
形状になされる。これにより、磁気ヘッドと記録媒体の
接触状態を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＶＴＲ等のよう
に、磁気ヘッドと記録媒体が接触摺動する磁気記録再生
装置に用いられる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置に用いられる薄膜磁気
ヘッドは、コアとコイルを薄膜状に積層形成して作られ
るものであり、この薄膜で形成されたコイルは、従来の
バルクヘッドのように線材を巻いて形成されたコイルに
比べ、断面積が小さいため、一般に抵抗値が高く、イン
ピーダンスノイズの原因になっている。この薄膜磁気ヘ
ッドの薄膜コイルはバックギャップを中心にスパイラル
状に巻回されて、平面上に形成される。このため、コイ
ルを巻くスペースを大きくしてコイルの幅を大きくすれ
ば、断面積が大きくなるので、コイルを低抵抗化するの
も可能である。

【０００３】ここで図７乃至図１０を参照して従来の薄
膜磁気ヘッドについて説明する。図７は従来の薄膜磁気
ヘッドを示す斜視図、図８は図７のヘッドの摺動面を示
す拡大平面図、図９は図８のヘッド本体の構造を示す平
面模式図、図１０は図９の側断面図である。ヘッド本体
１は、２分割体を接合してなるヘッドチップ２の先端の
摺動面３の中央部に埋め込まれており、この摺動面３
は、摺動幅加工によって摺動方向に沿ってＲが付けられ
て曲面形状に成形されている。

【０００４】上記摺動幅加工は、摺動面と記録媒体との
接触状態を向上させるために行なうものであり、その側
面がテーパ状に削り取られて加工面４となっている。こ
のように加工面４がテーパ状となる理由は、後述するダ
イサ或いはブレードの特性による。ヘッド本体は、図９
及び図１０に示されており、図９は図８中のＡ−Ａ線矢
視断面図である。図中、５は下コア、６、７は磁気ギャ
ップ８を挟んで設けた中間コア、９は上コアである。コ
イル１０は、バックギャップ１１を中心として例えば渦
巻状に形成されている。これらの各部材は、基板上に適
宜絶縁層（ＳｉＯ₂等）を介して積層形成される。図９
において、記録媒体は、紙面垂直方向に走行し、摺動面
３を中心として左右はテーパ状になされた加工面４とな
っている。

【０００５】ところで、コイルを巻くスペースの幅は、
ヘッド性能との兼ね合いで制限される。例えば、フロン
トの磁気ギャップ８とバックギャップ１１の間のコイル
巻回幅を大きくすると、コイル抵抗は小さくなるが磁路
長が長くなり、ヘッド効率の低下を生じる。逆にコイル
巻回幅を小さくすると、ヘッド効率は向上するがコイル
抵抗は大きくなってしまう。また、磁気ディスク装置に
用いられる薄膜磁気ヘッドの場合は、コイルを巻くスペ
ースの幅はスライダーの幅によっても制限を受ける。ま
た、一般に磁気ディスク装置に用いられる薄膜磁気ヘッ
ドの摺動面幅は、コイルを巻くスペースの幅以上の長さ
を持つものとされている。ＶＴＲ等のように、磁気ヘッ
ドと記録媒体が接触摺動するシステムでは、磁気ヘッド
と記録媒体との間隔はスペーシングロスとなり、再生出
力に大きな影響を与える。

【０００６】また、一般的に磁気ヘッドと記録媒体の接
触状態は、磁気ヘッドの摺動面積を小さくすれば、向上
することが知られており、従って、ＶＴＲ用の薄膜磁気
ヘッドにおいても、一般的に機械加工等によって、摺動
面積（摺動幅）を小さくして、良好な磁気ヘッドと記録
媒体の接触状態を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、摺動面積
（摺動幅）を小さくする機械加工方法としては、一般的
に、矩形のブレードを使用してダイサ等により、トラッ
クを含む必要な面積だけを残して、垂直に櫛歯状に加工
することが行われていたが、前述のようにコイル１０の
低抵抗化のために、コイル１０を巻くスペースを大きく
してコイル幅を広くし、コイル幅を内周から外周に向か
って順次広くするなどして、図９に示すように、コイル
１０はフロントの中間コア６、７（図中上方）近くまで
形成されている。このため、垂直の櫛歯状に機械加工す
ると、摺動幅を加工する際に余裕が、ほとんどなく、機
械加工によってコイルの一部が切断されてしまうことが
多かった。

【０００８】そのため、ＶＴＲ等のように、磁気ヘッド
と記録媒体が接触摺動するシステムに使用される薄膜磁
気ヘッドでは、摺動面積を小さくする機械加工方法とし
て、従来行われていた断面矩形のブレードを使用した加
工は精度上、好ましくなく、断面形状が角度θ（＜９０
゜）の角部をもった舟型形状のブレード１２等を使用し
て摺動幅加工を行っていた。しかしながら、この角度θ
のブレードを使用した摺動幅加工では、摺動幅の最終仕
上がり値がブレードを入れる位置だけでなく、ブレード
を入れる深さにも依存することから寸法の安定性に欠け
る場合があった。また、ブレードの断面形状は常に一定
ではなく、加工を行う度に磨耗により変化することか
ら、ブレード断面形状の変化も、摺動幅の最終仕上がり
値に影響するという問題もあった。

【０００９】また、ＶＴＲ等のように、磁気ヘッドと記
録媒体が接触摺動するシステムに使用される磁気ヘッド
では、ヘッドと記録媒体の良好な接触状態を得るためヘ
ッドの摺動方向にある一定のＲを付けて曲面形状にして
いる。このＲの為に、角度θのブレードを使用した摺動
幅加工では、図７及び図８に示すように、ヘッドチップ
中央のヘッド本体１から両端に向かって徐々に摺動幅が
広がる構造となってしまう。このため、当然のこととし
て、ヘッド先端の摺動面３が磨耗するに従って、摺動幅
が広がっていくことは避けられない。このため、磁気ヘ
ッドと記録媒体の接触状態（ヘッドタッチ）は安定して
良好な状態を保てず、例えば、スペーシングロスが増え
るなどして出力が小さくなり、エラーも増大する問題が
あった。

【００１０】本発明は以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものであり、その目的
は、磁気ヘッドと記録媒体の接触状態（ヘッドタッチ）
を安定化して良好な状態に保てる薄膜磁気ヘッドとその
製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、非磁性基体上に下コア、コイル、磁気
ギャップ、上コアを少なくとも形成してなるヘッド本体
を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気ヘッドにお
いて、前記ヘッド本体の磁気ギャップを含む摺動部は、
前記ヘッドチップの一側部に断面略直角形状の段部とし
て突出形成されており、この摺動部の先端の摺動面は摺
動方向に沿って一定の幅を有して曲面形状になされるよ
うに構成する。

【００１２】上記したような、形状とすることによっ
て、摺動幅は摺動面の中央から両端にかけて一定とな
り、ヘッド先端の磨耗によっても摺動幅が変化すること
がなくなる。そのため、磁気ヘッドと記録媒体の接触状
態（ヘッドタッチ）を安定して良好な状態に保つことが
できる。この場合、摺動部の加工底面をヘッド本体の寿
命寸法がゼロのラインよりも摺動面よりも離れた位置に
なるようにしておけば、ヘッド本体が記録媒体との磨耗
により本来の機能を発揮しなくなるまで、安定した接触
状態を維持することができる。

【００１３】このような形状は通常の摺動幅加工におい
て使用されるダイサ等では、実現できないので、このよ
うな形状を得るための加工法としては、紫外線レーザ
光、例えば、エキシマレーザ（ＫｒＦ）によるアブレー
ション加工を用いる。エキシマレーザによる紫外線レー
ザ光の加工には以下のような特徴がある。紫外線（短波
長）レーザであるため熱影響が小さく、しかも、マスク
イメージング法によりマスクの１／Ｍ（Ｍは正の整数）
の精度で任意の形状を高精度に加工出来る。

【００１４】ダイサ等のように基準面と略平行な一平面
が加工底面となるような加工法と違い、被加工材の上方
から光子を衝突させてそのエネルギーにより、被加工材
表面から一定の深さを加工（エネルギー密度およびパル
ス数を一定として加工したとき）するため、被加工材の
表面形状を転写した形状の加工底面となり、被加工材に
Ｒが付いていれば、加工底面もそのＲを略転写した形状
となる。波長が短いため、ほとんどの被加工材で吸収深
さが小さく、また、パルス発振であるため、パルス数で
加工深さを制御でき、加工底面の位置の制御を容易に行
なうことができる。

【００１５】また、加工溝の角度を制御できるため、摺
動幅を寿命寸法方向で略一定とすることができる。以上
のようにダイサ等では加工できない形状を容易に生産性
良く加工することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の薄膜磁気ヘッド
及びその製造方法の一実施例について図面を参照して説
明する。図１は本発明の薄膜磁気ヘッドを示す斜視図、
図２は図１に示すヘッドの拡大上面図、図３は図１に示
すヘッドの拡大断面模式図、図４は図１に示すヘッドを
製造するための工程図である。尚、先に示した従来ヘッ
ドと同一部分については同一符号を付して説明する。

【００１７】図示するように、この薄膜磁気ヘッド１３
は、２分割体を接合してなるヘッドチップ２の先端の中
央部にヘッド本体１を埋め込んで形成されている。ヘッ
ドチップ２の先端部（図１中の上方）は、Ｒをつけて全
体が曲面状に形成されており、特に、その長手方向に沿
って中央部が断面略直角形状の段部として突出して成形
されて摺動部１４が形成される。そして、この摺動部１
４の図中、上面が摺動面３として形成され、この長さ方
向の中央部に上記ヘッド本体１が埋め込まれている。ヘ
ッドチップ２は、例えばチタン酸カルシウム等よりな
る。

【００１８】この場合、摺動面３の曲面形状は、この摺
動部１４を加工する時に形成される両側の加工底面１５
と略同じ曲面形状となっている。この摺動部１４の高さ
Ｈは、例えば２０〜３０μｍ程度に設定され、摺動面３
の幅は、当然のこととしてトラック幅、例えば１４μｍ
よりも広く、例えば６０μｍ程度になるように設定され
る。また、加工底面１５の位置は、後述するコイル１０
の上端のレベル１６と寿命寸法がゼロのレベル１７との
間に位置させるのがよい。これにより、コアが磨耗して
寿命寸法がゼロになるまで、摺動面積を一定に保つこと
ができる。ここで、寿命寸法とは、コア部分と記録媒体
との接触寸法が同一となる範囲をいい、ここでは、コア
先端とコアの面積が広がり始める部分までの長さをい
う。

【００１９】上記ヘッド本体１は、先の従来ヘッドの形
成時に説明したと全く同様に形成されている。図３中の
Ａ−Ａ線矢視断面図は先の図１０に示す部分と同じであ
る。すなわち、５は下コア、６、７は磁気ギャップ８を
挟んで設けた中間コア、９は上コアである。コイル１０
はバックギャップ１１を中心として例えば渦巻状に形成
されている。これらの各部材は、ウエハ等よりなる基板
上に適宜絶縁膜（ＳｉＯ₂ 等）を介して積層形成され
る。その他に図示されない保護層により覆われて全体が
保護される。また、バックギャップ１１を設けないで中
間コア６、７同士を直接結合するように構成してもよ
い。

【００２０】次に、この薄膜磁気ヘッドの製造方法につ
いて図４及び図５も参照して説明する。まず、非磁性基
板上に絶縁膜（図示せず）、下コア５、絶縁膜１８、コ
イル１０、上コア９、保護膜（図示せず）等が順次形成
され、薄膜磁気ヘッドのウエハ工程を終了する。このと
き、下コア５と上コア９は、フロントとバックにおいて
中間コア６、７で接合されており、また、フロント側に
磁気ギャップ８が形成されている。また、薄膜磁気ヘッ
ドのコイル１０は、バック側の中間コアを中心にスパイ
ラル状に巻かれて形成されるが、コイル１０が巻かれる
スペースを大きくしてコイル幅を大きくしたり、コイル
幅を内周から外周に向かって広くしたりする等の方法が
とられ、コイルの低抵抗化が図られている。

【００２１】ウエハ工程の終了後は、ウエハをバー状の
ブロックに加工する。このバー状のブロックの１つには
多数のヘッドチップ、例えば４０個のヘッドチップに相
当するものが含まれている。図４（Ａ）はその内の１つ
のヘッドチップに相当する部分の側面図を示している。
そして、摺動幅加工の前段階では、バー状のブロックに
対して摺動方向に所定のＲを円筒研削等により形成して
曲面形状に加工する（図４（Ｂ））。ここで、摺動幅加
工を行うが、従来方法で説明したようにダイサ等による
加工では、スピンドルの上下動により加工深さの制御を
行ったり、また、接触加工のため、ブレードの磨耗があ
る等により深さの制御が著しく困難であり、生産性が非
常に悪い。

【００２２】また、コイルを切断しないようにするに
は、角度θの舟形ブレード等を使用しなければならず、
ヘッド先端が磨耗すると摺動幅が変化する等の不具合が
ある。更に、基準面と略平行な平面が加工底面となる加
工法であるため、摺動面から加工底面までの距離は場所
によって異なってヘッドチップ中央で最も大きく、両端
に向かうほど小さくなるため（図７及び図８参照）、摺
動幅は上から見るとヘッドチップ中央から両端に向かっ
て徐々に大きくなるという問題があった。このため、ヘ
ッドと記録媒体の安定した良好な接触状態を得られなか
った。

【００２３】そこで、本発明方法では、例えば熱影響が
小さくて加工深さの制御が容易である等の特徴を有する
エキシマレーザ（ＫｒＦ λ＝ 248nm）による紫外線レ
ーザ光のアブレーション加工を使用して、摺動幅加工を
行い、先に説明したような形状の摺動部１４の加工を行
なう（図４（Ｃ））。本発明のヘッドの特徴は次の通り
である。加工底面１５の曲面形状を摺動面３の曲面形状と略同
形状にする。加工底面１５がコイル１０の上端と寿命寸法がゼロの
間を通る形状にする。摺動幅を寿命寸法方向で略一定とする。

【００２４】このような形状とすることによって、摺動
幅は摺動面３の中央から両端にかけて一定となる。ま
た、ヘッド先端の磨耗によっても寿命寸法がゼロになる
まで摺動幅が変化することがなくなる。そのため、薄膜
磁気ヘッドと記録媒体の接触状態を安定して良好な状態
に保つことが可能となる。尚、摺動幅加工後に、バー状
のブロックを切断して個々のヘッドチップに切断分離す
る。また、上記摺動幅加工は、個々のヘッドチップに切
断分離後に行なうようにしてもよい。図５は本発明の薄
膜磁気ヘッドの摺動幅加工に使用するエキシマレーザ装
置の概略構成を示した図である。

【００２５】図のように、発振器１９より発振されたレ
ーザ光（紫外線レーザ光）２０は加工形状を正確にＭ倍
したマスク２１を通過した後にミラー２２にて反射さ
れ、集光レンズ２３により縮小投影され、加工ステージ
２４上に設けたワーク、ここでは摺動幅加工前の磁気ヘ
ッド１３上にマスクの１／Ｍの精度で加工が行われる。
尚、マスク２１は、図６に示すように摺動幅のＭ倍だけ
離間された２本のスリット２５、２５を有している。

【００２６】このように、非接触で、ワーク（ヘッド）
上部から光子を衝突させてそのエネルギーにより、ワー
ク表面から加工（エッチング）するため、エネルギー密
度およびパルス数を一定として加工したとき、ワークの
表面形状を転写した形状の加工底面となり、ワークにＲ
（曲面形状）が付いていれば、加工底面もそのＲを略転
写した形状となる。

【００２７】以上のように、摺動幅が摺動面中央から両
端にかけて一定となり、また、ヘッド先端の磨耗によっ
ても摺動幅が変化することがなくなり、磁気ヘッドと記
録媒体の接触状態を安定して良好な状態に保てる薄膜磁
気ヘッドを生産性良く得ることができる。このとき、摺
動幅加工をエキシマレーザ以外の紫外線レーザを使用し
ても当然良い。

【００２８】また、紫外線レーザ以外にイオンビーム、
サンドブラスト、ウェットブラスト、ウェットエッチン
グ等のエッチング法で摺動幅加工を行っても当然同様の
形状を達成することができる。しかしながら、これらの
エッチング法では、Ｒ形状のワーク一つ一つの上にパタ
ーニングをするという複雑な工程が必要なため、紫外線
レーザを使用した方法がより好ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜磁気
ヘッド及びその製造方法によれば、次のように優れた作
用効果を発揮することができる。摺動幅加工の前段階
で、予め摺動方向に一定のＲ形状の曲面加工を施し、そ
して、例えば紫外線レーザ光を使用して、摺動幅加工を
行い、摺動部が断面略直角形状の突状となるようにする
と共に摺動幅が一定となるようにしたので、摺動幅が摺
動面中央から両端にかけて一定となり、また、ヘッド先
端の磨耗によっても摺動幅が変化することがなくなり、
磁気ヘッドと記録媒体の接触状態を安定して良好なヘッ
ドタッチ状態に保つことができる。また、加工底面がコ
イル上端と寿命寸法ゼロの間に位置する形状とすること
により、寿命寸法がゼロになるまで良好なヘッドタッチ
状態を維持することができる。更に、レーザ光を用いた
アブレーション加工により摺動幅加工を行なうことによ
り、上記した形状ヘッドに容易に加工を行なうことがで
き、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドを示す斜視図であ
る。

【図２】図１に示すヘッドの拡大上面図である。

【図３】図１に示すヘッドの拡大断面模式図である。

【図４】図１に示すヘッドを製造するための工程図であ
る。

【図５】本発明の薄膜磁気ヘッドの摺動幅加工に用いる
エキシマレーザ装置を示す概略構成図である。

【図６】図５中のマスクを示す平面図である。

【図７】従来の薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。

【図８】図７のヘッドの摺動面を示す拡大平面図であ
る。

【図９】図８のヘッド本体の構造を示す平面模式図であ
る。

【図１０】図９のヘッド本体の側断面図である。

【符号の説明】

１…ヘッド本体、２…ヘッドチップ、３…摺動面、５…
下コア、６，７…中間コア、８…磁気ギャップ、９…上
コア、１０…コイル、１３…薄膜磁気ヘッド、１４…摺
動部、１５…加工底面、１６…コイル上端、１７…寿命
寸法ゼロ、２０…レーザ光。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基体上に下コア、コイル、磁気ギ
ャップ、上コアを少なくとも形成してなるヘッド本体
を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気ヘッドにお
いて、前記ヘッド本体の磁気ギャップを含む摺動部は、
前記ヘッドチップの一側部に断面略直角形状の段部とし
て突出形成されており、この摺動部の先端の摺動面は摺
動方向に沿って一定の幅を有して曲面形状になされてい
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記磁気ギャップを含む部分の前記摺動
部の加工底面は、前記ヘッド本体の寿命寸法がゼロのラ
インよりも前記摺動面に対して離れた位置に設定されて
いることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記摺動面と前記加工底面は、略同じ曲
面形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載
の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】非磁性基体上に下コア、コイル、磁気ギ
ャップ、上コアを少なくとも形成してなるヘッド本体
を、ヘッドチップに埋め込んでなる薄膜磁気ヘッドの製
造方法において、前記ヘッド本体を埋め込んだヘッドチ
ップを、摺動幅加工の前段階で、摺動面となる部分を摺
動方向に沿って曲面形状に加工し、次に、摺動幅加工を
行なって摺動部を断面略直角形状の段部として突出形成
してその先端を摺動面とするように構成したことを特徴
とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】前記摺動幅加工の加工底面は、前記ヘッ
ド本体の寿命寸法がゼロのラインよりも前記摺動面に対
して離れた位置に設定されていることを特徴とする請求
項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項６】前記摺動幅加工の加工底面は、前記コイ
ルの先端と前記ヘッド本体の寿命寸法がゼロのラインと
の間のレベルに位置することを特徴とする請求項５記載
の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】前記摺動面と前記加工底面は略同じ曲面
形状に加工されることを特徴とする請求項４乃至６記載
の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】前記摺動幅加工は、レーザ光を用いたア
ブレーション加工により行なうことを特徴とする請求項
４乃至７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。