JPH10334412A - Thin film magnetic head and magnetic disk device - Google Patents

Thin film magnetic head and magnetic disk device

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JPH10334412A
JPH10334412A JP14639597A JP14639597A JPH10334412A JP H10334412 A JPH10334412 A JP H10334412A JP 14639597 A JP14639597 A JP 14639597A JP 14639597 A JP14639597 A JP 14639597A JP H10334412 A JPH10334412 A JP H10334412A
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JP
Japan
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film
magnetic head
substrate
magnetic
stress
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Application number
JP14639597A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yamakura
英雄 山倉
Toshio Tamura
利夫 田村
Kenji Furusawa
賢司 古澤
Homare Shibazaki
誉 芝崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic head capable of reducing the warpage of a substrate caused by the inner stress of an insulated film. SOLUTION: A first insulated film 9, magnetic recording/reproducing elements 90 and 91 and a second insulated film 3 are provided in sequence on a substrate 17. At least one of the first and second insulated films 9 and 3 includes a film 7 where inner stress is tensile stress. Normally, since compressive stress occurs in the insulated film of the magnetic head, the film 7 of tensile stress and the film of compressive stress in the other part counter each other and thus the warpage of the substrate is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に用いられる薄膜磁気ヘッドの構造に関する。
The present invention relates to a structure of a thin-film magnetic head used in a magnetic disk drive.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドの製造方法は、特開平3-
76013公報及び特開平3-80410公報等に記載されている方
法が知られている。一般的な薄膜磁気ヘッドの構成およ
び製造方法を図7、図8、図9を用いて説明する。
2. Description of the Related Art A method for manufacturing a thin film magnetic head is disclosed in
The methods described in 76013 and JP-A-3-80410 are known. The configuration and manufacturing method of a general thin-film magnetic head will be described with reference to FIGS. 7, 8, and 9. FIG.

【0003】まず、図8、図9のようにスライダ材料か
らなるウエハ状の基板17の表面に、絶縁膜(アンダー
コートと呼ぶ)9を形成し、その上に、スパッタリング
・マスク形成・エッチング等に代表される薄膜工程によ
りコイル等の磁気記録再生素子90、91を形成し、さ
らに、この上に、絶縁膜(オーバーコートと呼ぶ)3を
形成し、素子90、91を保護する(工程811)。さ
らにこの上に、外部接続用端子71を形成する。
First, as shown in FIGS. 8 and 9, an insulating film (called an undercoat) 9 is formed on the surface of a wafer-like substrate 17 made of a slider material, and a sputtering mask is formed and etched thereon. The magnetic recording / reproducing elements 90 and 91 such as coils are formed by a thin film process represented by, for example, and an insulating film (called overcoat) 3 is formed thereon to protect the elements 90 and 91 (step 811). ). Further, an external connection terminal 71 is formed thereon.

【0004】このように磁気記録再生素子90、91を
形成したウエハ状の基板17をダイヤモンド砥石を用い
て、切断加工し、ロウバー8にする(工程812)。ロ
ウバー8は、複数個の磁気ヘッドが横に連なった形状で
ある。つぎに、磁気ヘッドの浮上面となるロウバー8の
面をラッピングにより研磨し、浮上面に露出する磁気記
録素子の先端を所定量だけ加工するとともに、浮上面を
平滑平面に加工する(工程813)。つぎに、研磨定盤
に対し、ロウバー8を固定した治具を所定の角度傾けて
研磨することで、磁気ヘッドの浮上面の流入端となる部
分に所定の角度のテーパー6を形成する(工程81
4)。
[0004] The wafer-like substrate 17 on which the magnetic recording / reproducing elements 90 and 91 are formed is cut into a row bar 8 using a diamond grindstone (step 812). The row bar 8 has a shape in which a plurality of magnetic heads are arranged horizontally. Next, the surface of the row bar 8 serving as the air bearing surface of the magnetic head is polished by lapping, the tip of the magnetic recording element exposed on the air bearing surface is processed by a predetermined amount, and the air bearing surface is processed into a smooth plane (step 813). . Next, a jig to which the row bar 8 is fixed is inclined at a predetermined angle with respect to the polishing platen and polished, thereby forming a taper 6 having a predetermined angle at a portion serving as an inflow end of the floating surface of the magnetic head (step). 81
4).

【0005】つぎに、浮上面となるロウバー8の面上
に、所定の形状のマスクを作成し、マスクから露出した
部分を一定量加工することで浮上面レール806を形成
する(工程815)。最後に、ダイヤモンド砥石により
ロウバー805を切断し、磁気ヘッドを1個ずつ切り離
すことにより、図7の形状の磁気ヘッドが完成する(工
程816)。
[0005] Next, a mask having a predetermined shape is formed on the surface of the row bar 8 serving as a floating surface, and a portion exposed from the mask is processed by a predetermined amount to form a floating surface rail 806 (step 815). Finally, the row bar 805 is cut with a diamond grindstone, and the magnetic heads are separated one by one, thereby completing the magnetic head having the shape shown in FIG. 7 (Step 816).

【0006】上述のように、素子形成工程811では、
2枚の絶縁膜9、3が形成される。これらは通常、Al
23等の同じ材料で、スパッタリング工程により形成さ
れるが、成膜時にこれらの絶縁膜9、3には内部応力
(通常、圧縮応力)が生じるため、磁気記録素子と絶縁
膜を形成した基板17には、絶縁膜9、3の内部応力に
起因する反りが生じる。このため、基板17を切断して
ロウバー8にした場合、図2のように、ロウバー8の端
面には反りSが生じる。
As described above, in the element forming step 811,
Two insulating films 9 and 3 are formed. These are usually Al
Although the same material such as 2 O 3 is formed by a sputtering process, these insulating films 9 and 3 generate internal stress (generally, compressive stress) at the time of film formation, so that the magnetic recording element and the insulating film are formed. The substrate 17 is warped due to the internal stress of the insulating films 9 and 3. For this reason, when the substrate 17 is cut into the row bar 8, a warp S occurs on the end surface of the row bar 8 as shown in FIG. 2.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年の磁気ヘッドは、
小型化する傾向がある。例えば、スライダサイズとして
は、現在は2×1.6×0.4mm(50%スライダ)
のスライダサイズが主流であるが、1.2×1.0×
0.3mm(30%スライダ)に移行しつつあり、さら
に将来的には1.0×0.8×0.2mm(10%スラ
イダ)となると見込まれている。このような磁気ヘッド
の小型化にともない、ロウバー8の厚さが薄くなるた
め、ロウバー8の長さが同じ場合にはロウバー8の曲げ
応力に対する剛性も低下する。このため、表1に示すよ
うにロウバ−8端面方向の反りSは増加する傾向にあ
る。これに加えて、スループット向上のため、ロウバー
8の長さを長くする傾向がある。ロウバー8の曲がりに
対する剛性は、ロウバーの長さの3乗に反比例するた
め、ロウバーの長さが2倍になると、ロウバーの曲がり
に対する剛性は1/8に低下する。したがって、絶縁膜
の内部応力が同じであれば、ロウバーの端面方向の反り
Sは8倍になる。
In recent years, magnetic heads have
It tends to be smaller. For example, the slider size is currently 2 × 1.6 × 0.4 mm (50% slider)
Slider size is the mainstream, but 1.2 × 1.0 ×
It is shifting to 0.3 mm (30% slider) and is expected to be 1.0 × 0.8 × 0.2 mm (10% slider) in the future. As the size of the magnetic head is reduced, the thickness of the row bar 8 becomes thinner. Therefore, when the length of the row bar 8 is the same, the rigidity of the row bar 8 against bending stress also decreases. Therefore, as shown in Table 1, the warpage S in the direction of the end face of the row bar 8 tends to increase. In addition, the length of the row bar 8 tends to be increased in order to improve the throughput. Since the rigidity of the row bar 8 against bending is inversely proportional to the cube of the length of the row bar, when the length of the row bar is doubled, the rigidity of the row bar against bending decreases to 1/8. Therefore, if the internal stress of the insulating film is the same, the warpage S in the direction of the end face of the row bar becomes eight times.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】このようにロウバー8の端面方向の反りS
が大きくなると、次のような問題が生じる。
As described above, the warpage S of the row bar 8 in the end face direction is obtained.
The following problem arises when is larger.

【0010】(1)ロウバー8に端面方向の反りSがあ
ると、テーパー加工工程814において、テーパー6の
幅B(図3)が、図4のようにロウバー8の中央部で狭
くなり、テーパー幅にばらつきB’が生じる。ロウバー
8の端面方向の反りSが増大すれば、テーパー幅ばらつ
きB’も増加する。このテーパー6は、磁気ディスク5
上で浮上している磁気ヘッドの仰角θ(図6)を設定す
るため、テーパー幅にばらつきが生じると、個々のスラ
イダの仰角θにばらつきが生じる。
(1) If the row bar 8 has a warp S in the end face direction, the width B (FIG. 3) of the taper 6 becomes narrow at the center of the row bar 8 as shown in FIG. A variation B 'occurs in the width. If the warpage S of the row bar 8 in the end face direction increases, the taper width variation B 'also increases. This taper 6 is
Since the elevation angle θ (FIG. 6) of the magnetic head floating above is set, if the taper width varies, the elevation angle θ of each slider varies.

【0011】(2)浮上面レール806は、図8の工程
815ように、ロウバー8の浮上面に所定の形状のマス
クを形成した後、イオンミリング加工によって形成して
いる。このとき、ロウバー8に端面方向の反りSがある
と、図5のように浮上面レール806とスライダの端面
との位置関係にばらつきPが生じる原因になる。この浮
上面レールの位置のばらつきPは、個々の磁気ヘッドに
よって、浮上量h(図6)のばらつきを引き起こす。
(2) The air bearing surface rail 806 is formed by ion milling after forming a mask of a predetermined shape on the air bearing surface of the row bar 8 as in step 815 of FIG. At this time, if the row bar 8 has a warp S in the direction of the end face, this causes a variation P in the positional relationship between the floating surface rail 806 and the end face of the slider as shown in FIG. The variation P in the position of the flying surface rail causes a variation in the flying height h (FIG. 6) depending on each magnetic head.

【0012】前述の(1)、(2)のように、磁気ヘッ
ドの仰角θおよび浮上量hのばらつきは、磁気ヘッドの
浮上量hに影響する。浮上量が小さすぎる場合には、高
速で回転するディスク5と磁気ヘッド1が接触しやすく
なる。磁気ディスク5と磁気ヘッド1が接触すると、再
生信号にノイズが生じることがあるとともに、故障の原
因になることもある。一方、浮上量が大きすぎる場合、
再生効率が低下するため、データの読みだし不良が生じ
やすくなり、磁気ディスク装置の信頼性が低下する。
As described in (1) and (2) above, variations in the elevation angle θ and the flying height h of the magnetic head affect the flying height h of the magnetic head. If the flying height is too small, the disk 5 rotating at high speed and the magnetic head 1 are likely to come into contact with each other. When the magnetic disk 5 and the magnetic head 1 come into contact with each other, noise may be generated in a reproduced signal, and a failure may be caused. On the other hand, if the flying height is too large,
Since the reproduction efficiency is reduced, data reading failure is likely to occur, and the reliability of the magnetic disk device is reduced.

【0013】特開平6−76244号公報には、磁気ヘ
ッドの保護膜の膜応力による基板の歪曲を補償するため
に、基板の裏面側を粗面に加工することにより圧縮応力
を発生させ、膜応力に拮抗させる方法が記載されてい
る。また、特開平3−113817号公報には、磁気ヘ
ッドの絶縁膜による基板の反りを防止するため、基板の
裏面にも上面と同じ膜構成の絶縁膜を形成する方法が記
載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-76244 discloses that, in order to compensate for distortion of a substrate due to film stress of a protective film of a magnetic head, a compressive stress is generated by processing a back surface of a substrate into a rough surface, thereby forming a film. Methods for antagonizing stress are described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-113817 describes a method of forming an insulating film having the same film configuration as the upper surface on the back surface of the substrate in order to prevent the substrate from warping due to the insulating film of the magnetic head.

【0014】しかしながら、特開平3−113817公
報記載の方法は、アンダーコートとオーバーコートの2
層からなり、膜厚の厚い絶縁膜と同じ構成の膜を、基板
の裏面側にわざわざ形成しなければならず、コストがか
かる。
However, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-113817 discloses two methods of undercoat and overcoat.
A film composed of layers and having the same configuration as the thick insulating film must be formed on the rear surface of the substrate, which is costly.

【0015】また、成膜条件を変えることにより絶縁膜
の応力を減少させる方法や、絶縁膜の厚さを薄くするこ
とにより絶縁膜の応力を減少させる方法も考えられる
が、それぞれ、膜の状態が不安定になりやすく、絶縁性
が低下するという問題が生じる。
A method of reducing the stress of the insulating film by changing the film forming conditions and a method of reducing the stress of the insulating film by reducing the thickness of the insulating film are conceivable. Is likely to be unstable, resulting in a problem that insulation properties are reduced.

【0016】本発明は、絶縁膜の内部応力による基板の
反りを低減することのできる磁気ヘッドを提供すること
を目的とする。
An object of the present invention is to provide a magnetic head capable of reducing the warpage of a substrate due to the internal stress of an insulating film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、基板上に、順に、第1の絶縁膜、
磁気記録再生素子、第2の絶縁膜を備え、前記第1およ
び第2の絶縁膜の少なくとも一方は、内部応力が引張り
応力の膜を含んでいる薄膜磁気ヘッドが提供される。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a first insulating film,
A thin-film magnetic head comprising a magnetic recording / reproducing element and a second insulating film, wherein at least one of the first and second insulating films includes a film having an internal stress of tensile stress.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.

【0019】まず、本発明の第1の実施の形態の磁気ヘ
ッドの構造について、図10を用いて説明する。
First, the structure of the magnetic head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】本実施の形態では、磁気記録再生素子のオ
ーバーコートを、2層構造とし、1層を圧縮応力の膜と
し、もう1層を引張り応力の膜にする。これにより、オ
ーバーコート全体が圧縮応力膜で形成されている場合と
比べ、圧縮応力の膜の膜厚が薄くなるため、圧縮応力に
起因する反り量を減少させることができ、しかも、オー
バーコートの一部に引張り応力の膜を導入することがで
きるため、基板上に形成する膜の厚さを増加させること
なく圧縮応力と引張り応力とをバランスさせることが可
能になる。
In the present embodiment, the overcoat of the magnetic recording / reproducing element has a two-layer structure, one layer being a film having a compressive stress, and the other being a film having a tensile stress. As a result, the film thickness of the compressive stress film becomes thinner than the case where the entire overcoat is formed of a compressive stress film, so that the amount of warpage caused by the compressive stress can be reduced. Since a tensile stress film can be partially introduced, the compressive stress and the tensile stress can be balanced without increasing the thickness of the film formed on the substrate.

【0021】具体的には、図10のように、スライダ材
料からなる基板17の表面に、順に、絶縁膜(アンダー
コートと呼ぶ)9、磁気再生素子90、磁気記録素子9
1、絶縁膜(オーバーコートと呼ぶ)3を形成する。磁
気再生素子90は、磁気ディスクのデータの読み出しを
行う素子であり、下部シールド膜10、絶縁膜に挟まれ
たMR素子12、上部シールド膜11を備えて構成され
る。また、磁気記録素子91は、磁気ディスクのデータ
の書き込みを行う素子であり、コイル13と上部磁性膜
14とを備えて構成される。
More specifically, as shown in FIG. 10, an insulating film (called an undercoat) 9, a magnetic reproducing element 90, and a magnetic recording element 9 are sequentially formed on the surface of a substrate 17 made of a slider material.
1. An insulating film (called overcoat) 3 is formed. The magnetic reproducing element 90 is an element for reading data from a magnetic disk, and includes a lower shield film 10, an MR element 12 sandwiched between insulating films, and an upper shield film 11. The magnetic recording element 91 is an element for writing data on a magnetic disk, and includes the coil 13 and the upper magnetic film 14.

【0022】オーバーコート3は、圧縮応力膜103
と、引張り応力膜7の2層からなる。本実施の形態で
は、アンダーコート9、および、オーバーコート3の圧
縮応力膜103の材質は、一般的に磁気ヘッドの絶縁膜
として用いられるAl23とし、成膜方法はスパッタリ
ングとした。Al23は、スパッタリングにより形成し
た場合、一般的によく知られているように圧縮応力とな
る。また、オーバーコート3の引張り応力膜7の材質
は、有機絶縁材であるポリイミドとした。成膜方法は、
スピンコートによる塗布後ベークする方法とした。
The overcoat 3 is made of a compressive stress film 103.
And two layers of the tensile stress film 7. In this embodiment, the material of the compressive stress film 103 of the undercoat 9 and the overcoat 3 is Al 2 O 3, which is generally used as an insulating film of a magnetic head, and the film forming method is sputtering. When Al 2 O 3 is formed by sputtering, it generally has a compressive stress as is well known. The material of the tensile stress film 7 of the overcoat 3 was polyimide, which is an organic insulating material. The film formation method is
A method of baking after application by spin coating was adopted.

【0023】なお、アンダーコート9の膜厚は、10μ
m、オーバーコート3の膜厚は、圧縮応力膜103を1
0μm、引張り応力膜7を15μm程度とした。
The thickness of the undercoat 9 is 10 μm.
m, the thickness of the overcoat 3 is 1
0 μm, and the tensile stress film 7 was about 15 μm.

【0024】つぎに、第1の実施の形態の磁気ヘッドの
製造方法について、図11を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the magnetic head according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0025】ウエハ状の基板17の表面に、アンダーコ
ート膜9をスパッタリング法によりAl23で約10μ
mの厚さで形成する(工程1101)。つぎに、アンダ
ーコート膜9の上に、順に、下部シールド膜10、絶縁
膜に挟まれたMR素子12、上部シールド膜11、コイ
ル13、上部磁性膜13を、スパッタリング、マスク形
成、エッチング等の薄膜製造技術を用いて形成する(工
程1102)。上部磁性膜13の上に、オーバーコート
3の圧縮応力膜103をスパッタリング法によりAl2
3で約10μmの厚さで形成する(工程1103)。
つぎに、圧縮応力膜103の表面にスピンコートにより
厚さ6〜8μm程度にポリイミドを塗布すし、基板17
を低温でベーク(中間ベーク)し、ポリイミド中の溶剤
を揮発させる(工程1104、1105)。この上に、
再度、スピンコートによりポリイミドを塗布し、ポリイ
ミド全体の膜厚を膜厚13〜16μmにする(工程11
06)。基板17を高温でベークし、ポリイミドを固化
させることにより、オーバーコート3の引張り応力層7
を形成する。この上に、外部接続用の端子を形成する
(工程1108)。これにより、ウエハ状の基板17上
に、アンダーコート9、オーバーコート3に挟まれた磁
気記録再生素子90、91が形成される。この後、従来
と同様に図8の工程812〜816からなる機械加工プ
ロセス(工程1109)を行うことにより、磁気ヘッド
スライダが完成する。
The undercoat film 9 is formed on the surface of the wafer-like substrate 17 by Al 2 O 3 to a thickness of about 10 μm by sputtering.
m (Step 1101). Next, on the undercoat film 9, a lower shield film 10, an MR element 12, an upper shield film 11, a coil 13, and an upper magnetic film 13 sandwiched between insulating films are sequentially formed by sputtering, mask formation, etching, and the like. It is formed using a thin film manufacturing technique (step 1102). A compressive stress film 103 of the overcoat 3 is formed on the upper magnetic film 13 by sputtering using Al 2
O 3 is formed to a thickness of about 10 μm (step 1103).
Next, polyimide is applied to the surface of the compressive stress film 103 to a thickness of about 6 to 8 μm by spin coating.
Is baked at a low temperature (intermediate baking) to evaporate the solvent in the polyimide (steps 1104 and 1105). On top of this,
Again, polyimide is applied by spin coating to make the overall thickness of the polyimide 13 to 16 μm (step 11).
06). The substrate 17 is baked at a high temperature and the polyimide is solidified, so that the tensile stress layer 7 of the overcoat 3 is formed.
To form On this, terminals for external connection are formed (Step 1108). Thus, the magnetic recording / reproducing elements 90 and 91 sandwiched between the undercoat 9 and the overcoat 3 are formed on the wafer-like substrate 17. Thereafter, the magnetic head slider is completed by performing a machining process (step 1109) consisting of steps 812 to 816 in FIG.

【0026】この様にして製造した第1の実施の形態の
磁気ヘッドは、オーバーコート3のの圧縮応力膜103
の膜厚が、従来のオーバーコート全体を圧縮応力のAl
23膜で形成する場合の膜厚(通常40μm)と比較し
て、1/4程度と薄くなっているため、圧縮応力に起因
する反り量を、従来よりも低減することができる。ま
た、オーバーコート3の一部を引張り応力膜7とするこ
とにより、引張り応力を導入している。これにより、ア
ンダーコート9および圧縮応力膜103の圧縮応力との
和に、引張り応力膜7の引張り応力を拮抗させることが
できるため、オーバーコート3の絶縁性を低下させるこ
となく、しかも、オーバーコート3の膜厚を増加させる
ことなく、基板17の反りを低減することができる。
The magnetic head of the first embodiment manufactured as described above has a compression stress film 103 of the overcoat 3.
The film thickness of the conventional overcoat is the same as the compressive stress of Al.
Since the thickness is reduced to about 1/4 as compared with the film thickness (normally 40 μm) formed of a 2 O 3 film, the amount of warpage due to compressive stress can be reduced as compared with the conventional case. Further, a tensile stress is introduced by forming a part of the overcoat 3 as a tensile stress film 7. This makes it possible to antagonize the tensile stress of the tensile stress film 7 with the sum of the compressive stress of the undercoat 9 and the compressive stress film 103, so that the insulating property of the overcoat 3 is not reduced, and The warpage of the substrate 17 can be reduced without increasing the thickness of the substrate 3.

【0027】具体的に、第1の実施の形態の磁気ヘッド
の基板の反り量と、従来の磁気ヘッドの基板の反り量の
測定結果を表2に示す。ただし、比較に用いた従来の磁
気ヘッドは、アンダーコート膜9およびオーバーコート
膜3全体がAl23で形成されており、それぞれの膜の
厚さが10μm、40μmである。
Specifically, Table 2 shows the measurement results of the warpage of the substrate of the magnetic head of the first embodiment and the warpage of the substrate of the conventional magnetic head. However, in the conventional magnetic head used for comparison, the entire undercoat film 9 and overcoat film 3 are formed of Al 2 O 3 , and the thicknesses of the films are 10 μm and 40 μm, respectively.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】表2のように、本実施の形態の磁気ヘッド
では、ウエハ状態の基板17の反りを3〜10μmに、
切断後のロウバー端面方向の反りS(図2)を1〜3μ
mにすることができた。これに対し、従来の磁気ヘッド
はウエハ状態の基板の反りが40〜60μm、切断後の
ロウバー端面方向の反りSが8〜15μmであり、本実
施の形態のオーバーコート3の構成により、基板の反り
を低減できることが明らかである。
As shown in Table 2, in the magnetic head of this embodiment, the warpage of the substrate 17 in the wafer state is set to 3 to 10 μm.
The warpage S (FIG. 2) in the row bar end face direction after cutting is 1 to 3 μm.
m. On the other hand, in the conventional magnetic head, the warpage of the substrate in the wafer state is 40 to 60 μm, and the warpage S in the direction of the end surface of the row bar after cutting is 8 to 15 μm. It is clear that warpage can be reduced.

【0030】また、本実施の形態の磁気ヘッドでは、サ
イズが表1の30%スライダのロウバ−において、テー
パー幅のばらつきB’および浮上面レールの位置ずれP
をそれぞれ5μm以下に抑制することが可能であるた
め、浮上量のばらつきを低減することができる。
Further, in the magnetic head of the present embodiment, in the row bar of the 30% slider having the size shown in Table 1, the variation B 'of the taper width and the displacement P of the air bearing surface rail are shown.
Can be suppressed to 5 μm or less, so that the variation in the flying height can be reduced.

【0031】なお、上述の第1の実施の形態では、引張
り応力膜7として、ポリイミドを用いたが、SiO2
Ta25等の酸化物絶縁膜を内部応力が引張り応力にな
るスパッタ条件で成膜したものを用いることもできる。
In the above-described first embodiment, polyimide is used as the tensile stress film 7, but SiO 2 ,
An oxide insulating film of Ta 2 O 5 or the like formed under sputtering conditions in which internal stress becomes tensile stress can also be used.

【0032】また、上述の第1の実施の形態では、オー
バーコート3の上側の一部を引張り応力の膜で形成した
が、オーバーコート3全体を引張り応力の膜で形成する
ことや、アンダーコート9の一部や全体を引張り応力膜
で形成することももちろん可能である。
In the first embodiment described above, the upper part of the overcoat 3 is formed of a tensile stress film. However, the entire overcoat 3 may be formed of a tensile stress film, or the overcoat 3 may be formed of a tensile stress film. It is of course possible to form part or all of 9 with a tensile stress film.

【0033】つぎに、本発明の第2の実施の形態の磁気
ヘッドについて説明する。第2の実施の形態では、機械
加工により磁気ヘッド流入端の端面(磁気記録再生素子
が形成されている基板面の裏側の面)に加工痕を形成す
ることにより、圧縮応力を生じさせ、これをアンダーコ
ートとオーバーコートの圧縮応力に拮抗させる。
Next, a magnetic head according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a compressive stress is generated by forming a processing mark on the end surface of the inflow end of the magnetic head (the surface on the back side of the substrate surface on which the magnetic recording / reproducing element is formed) by machining. Antagonizes the compressive stress of the undercoat and overcoat.

【0034】加工痕を形成する方法としては、ダイヤモ
ンド砥石を工具として用いた研削加工が適している。研
削加工を用いることにより、ウエハ状態で加工すること
が可能であり、しかも加工時間が数分であるため、加工
痕形成におけるスループットが非常に高い。
As a method of forming a processing mark, grinding using a diamond grindstone as a tool is suitable. By using the grinding process, it is possible to process in a wafer state, and since the processing time is several minutes, the throughput in forming a processing mark is very high.

【0035】研削加工では、加工条件により圧縮応力を
コントロ−ルすることが必要になる。そこで、切り込み
速度を変え、そのときのウエハの反り量を測定した。そ
の結果を図12に示す。ただし、研削条件は以下の通り
である。また、研削に用いたウエハは、図9のように、
基板17上にアンダーコート9、磁気記録再生素子9
0、91、オーバーコート3を形成したものである。基
板17の材料は、Al23−TiCである。アンダーコ
ート膜9およびオーバーコート膜3は、Al2 3で形成
されており、それぞれの膜の厚さが10μm、40μm
である。
In the grinding process, compressive stress is reduced depending on the processing conditions.
Control is required. Then cut
The speed was changed, and the amount of warpage of the wafer at that time was measured. So
FIG. 12 shows the results. However, the grinding conditions are as follows
It is. In addition, the wafer used for grinding is as shown in FIG.
Undercoat 9 and magnetic recording / reproducing element 9 on substrate 17
0, 91 and overcoat 3 were formed. Base
The material of the plate 17 is AlTwoOThree-TiC. Underco
The coating film 9 and the overcoat film 3 are made of AlTwoO ThreeFormed with
The thickness of each film is 10 μm, 40 μm
It is.

【0036】 ・加工方式:インフィード研削 ・研削砥石:SD800N100M ・砥石回転数:2500r/min ・ワーク軸回転数:300r/min ・切込み速度:10〜100μm/min 図12より、切り込み速度が0に近い場合には、52μ
mの反り量が生じるが、切り込み速度を大きくするにと
もなって反り量が小さくなることがわかる。これは、研
削加工では、切り込み速度を大きくすると、加工時の研
削力が増大するため、圧縮応力も増大するためであると
考えられる。
Processing method: Infeed grinding Grinding wheel: SD800N100M Grinding wheel rotation speed: 2500 r / min Workpiece shaft rotation speed: 300 r / min Cutting speed: 10 to 100 μm / min From FIG. If close, 52μ
Although the amount of warpage of m occurs, it can be seen that the amount of warpage decreases as the cutting speed increases. This is considered to be because, in the grinding process, when the cutting speed is increased, the grinding force at the time of machining increases, and the compressive stress also increases.

【0037】上記条件(切込み速度:100μm/mi
n)により基板の裏面を研削加工した結果を表3に示
す。
The above conditions (cutting speed: 100 μm / mi)
Table 3 shows the result of grinding the back surface of the substrate according to n).

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】表3のように、ウエハの裏面を研削加工
し、圧縮応力を付加することで、ウエハ状態の反りを1
2〜25μmに、切断後のロウバー端面方向の反りSを
2〜10μmにすることができた。これにより、サイズ
が表1の30%スライダのロウバ−において、テーパー
幅のばらつきB’および浮上面レールの位置ずれPをそ
れぞれ15μm以下に抑制することが可能になった。
As shown in Table 3, the back surface of the wafer is ground and a compressive stress is applied to reduce the warpage of the wafer by one.
The warp S in the direction of the end face of the row bar after cutting could be set to 2 to 25 μm and 2 to 10 μm. As a result, in the row bar of the 30% slider having the size shown in Table 1, the variation B 'of the taper width and the displacement P of the air bearing surface rail can be suppressed to 15 μm or less.

【0040】なお、基板を裏面を研削加工する場合には
図13の(a),(b)に示すような2通りのプロセス
のいずれかを用いることができる。(a)のプロセスで
は、ウエハ状の基板17の上にアンダーコート9、磁気
記録再生素子90、91、オーバーコート1303を形
成し(工程1301〜1303)、その後で、ウエハ状
の基板の裏面を研削加工する(工程1304)。その
後、従来プロセスと同様に、基板をロウバーに切断し、
浮上面を研磨し、テーパーを形成し、さらに浮上面レー
ルを形成した後、ロウバーを切断し、磁気ヘッドを1個
ずつ切り離すことにより、磁気ヘッドを完成させる(工
程1305〜1309)。
When the back surface of the substrate is ground, either of the two processes shown in FIGS. 13A and 13B can be used. In the process (a), the undercoat 9, the magnetic recording / reproducing elements 90 and 91, and the overcoat 1303 are formed on the wafer-like substrate 17 (steps 1301 to 1303). Grinding is performed (step 1304). Then, as in the conventional process, the substrate is cut into row bars,
After the air bearing surface is polished to form a taper and a floating surface rail is formed, the row bar is cut, and the magnetic heads are cut off one by one to complete the magnetic heads (steps 1305 to 1309).

【0041】一方、(b)のプロセスでは、成膜の前
に、ウエハ状の裏面を研削加工しておき(工程131
1)、その後で基板17上にアンダーコート9、磁気記
録再生素子90、91、オーバーコート1303を形成
し、基板17をロウバーに切断し、浮上面を研磨し、テ
ーパーを形成し、さらに浮上面レールを形成した後、ロ
ウバーを切断し、磁気ヘッドを1個ずつ切り離すことに
より、磁気ヘッドを完成させる(工程1312〜131
9)。
On the other hand, in the process (b), the wafer-shaped back surface is ground before film formation (step 131).
1) After that, the undercoat 9, the magnetic recording / reproducing elements 90 and 91, and the overcoat 1303 are formed on the substrate 17, the substrate 17 is cut into row bars, the floating surface is polished, and a taper is formed. After the rails are formed, the row bars are cut, and the magnetic heads are cut off one by one to complete the magnetic heads (steps 1312 to 131).
9).

【0042】双方のプロセスとも、特に問題なく基板の
反り(ロウバー端面方向の反り)を低減できる。
In both processes, substrate warpage (warpage in the direction of the end surface of the row bar) can be reduced without any particular problem.

【0043】最後に、上述した第1、第2の実施の形態
の磁気ヘッドを用いたCSS(Contact Sta
rt Stop)方式の磁気ディスク装置の構成につい
て、図1を用いて説明する。
Finally, a CSS (Contact Sta) using the magnetic heads of the first and second embodiments described above.
The configuration of an (rt Stop) type magnetic disk drive will be described with reference to FIG.

【0044】磁気ヘッド1は、浮上面レール806が磁
気ディスク5と接触するように、板ばね15の先端付近
に固定される。板ばね15の他端は、アクチュエータ1
6に取り付けられている。アクチュエータ16は、磁気
ヘッド1を磁気ディスク5の半径方向に移動させる。ま
た、磁気ディスク1は、不図示の回転駆動装置により回
転駆動される。この磁気ディスク5の回転による動圧
で、磁気ヘッド1はディスク5の表面から微小量だけ浮
上し、浮上した状態で磁気記録再生素子90、91によ
ってデータの記録再生が行なわれる。
The magnetic head 1 is fixed near the tip of the leaf spring 15 such that the air bearing surface rail 806 contacts the magnetic disk 5. The other end of the leaf spring 15 is
6 attached. The actuator 16 moves the magnetic head 1 in the radial direction of the magnetic disk 5. The magnetic disk 1 is rotationally driven by a rotation driving device (not shown). The magnetic head 1 flies by a very small amount from the surface of the disk 5 by the dynamic pressure generated by the rotation of the magnetic disk 5, and data is recorded / reproduced by the magnetic recording / reproducing elements 90 and 91 in the floating state.

【0045】第1、第2の実施の形態の磁気ヘッドは、
上述したように基板の反りが低減されているため、磁気
ヘッドごとの浮上面レールの位置のばらつきが少なく、
テーバー角度のばらつきも小さい。そのため、磁気ディ
スク装置に用いた場合に、磁気ヘッドの浮上量のばらつ
きを低減できるため、磁気ディスク装置の信頼性を向上
させることができる。
The magnetic heads of the first and second embodiments are
Since the warpage of the substrate is reduced as described above, there is little variation in the position of the air bearing surface rail for each magnetic head,
The variation in Taber angle is also small. Therefore, when used in a magnetic disk device, the variation in the flying height of the magnetic head can be reduced, and the reliability of the magnetic disk device can be improved.

【0046】[0046]

【発明の効果】上述してきたように、本発明によれば、
絶縁膜の内部応力による基板の反りを低減することので
きる磁気ヘッドを提供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a magnetic head capable of reducing the warpage of the substrate due to the internal stress of the insulating film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の磁気ヘッドを用いた磁
気ディスク装置の概略構成を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a magnetic disk drive using a magnetic head according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の磁気ヘッドの製造工程におけるロウバー
の反りを示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing warpage of a row bar in a conventional magnetic head manufacturing process.

【図3】従来の磁気ヘッドの製造工程においてロウバー
にテーパーを形成した状態を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a state where a taper is formed on a row bar in a conventional magnetic head manufacturing process.

【図4】従来の磁気ヘッドの製造工程において、ロウバ
ーに形成したテーパーの幅のばらつきを示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing variations in the width of a taper formed on a row bar in a conventional magnetic head manufacturing process.

【図5】従来の磁気ヘッドの製造工程において、ロウバ
ーに形成した浮上面レールの位置のばらつきを示す説明
図。
FIG. 5 is an explanatory view showing a variation in the position of a floating surface rail formed on a row bar in a conventional magnetic head manufacturing process.

【図6】従来の磁気ヘッドの仰角を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an elevation angle of a conventional magnetic head.

【図7】従来の磁気ヘッドの斜視図FIG. 7 is a perspective view of a conventional magnetic head.

【図8】磁気ヘッドの製造工程を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a manufacturing process of the magnetic head.

【図9】従来の磁気ヘッドの拡大断面図FIG. 9 is an enlarged sectional view of a conventional magnetic head.

【図10】本発明の第1の実施の形態の磁気ヘッドの拡
大断面図。
FIG. 10 is an enlarged sectional view of the magnetic head according to the first embodiment of the present invention.

【図11】第1の実施の形態の磁気ヘッドの製造工程を
示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing process of the magnetic head according to the first embodiment.

【図12】本発明の第2の実施の形態の磁気ヘッドの基
板の反りと、基板の裏面の研削工程の切り込み速度との
関係を示すグラフ。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the warpage of the substrate of the magnetic head according to the second embodiment of the present invention and the cutting speed in the step of grinding the back surface of the substrate.

【図13】本発明の第2の実施の形態の磁気ヘッドの製
造工程を示す説明図。
FIG. 13 is an explanatory view showing a manufacturing process of the magnetic head according to the second embodiment of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…磁気ヘッド、3…絶縁膜(オーバーコート)、5…
磁気ディスク、6…テーパー、8…ロウバー、9…絶縁
膜(アンダーコート)、10…下部シールド膜、11…
上部シールド膜、12…MR素子、13…コイル、14
…上部磁性膜、15…板ばね、16…アクチュエ−タ、
17…基板、90…磁気再生素子、91…磁気記録素
子、806…浮上面レール。
1: magnetic head, 3: insulating film (overcoat), 5:
Magnetic disk, 6 ... taper, 8 ... row bar, 9 ... insulating film (undercoat), 10 ... lower shield film, 11 ...
Upper shield film, 12: MR element, 13: coil, 14
... upper magnetic film, 15 ... leaf spring, 16 ... actuator,
17: substrate, 90: magnetic reproducing element, 91: magnetic recording element, 806: air bearing surface rail.

フロントページの続き (72)発明者 芝崎 誉 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内Continued on the front page (72) Inventor Takashi Shibazaki 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture Storage Systems Division, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に、順に、第1の絶縁膜、磁気記録
再生素子、第2の絶縁膜を備え、 前記第1および第2の絶縁膜の少なくとも一方は、内部
応力が引張り応力の膜を含んでいることを特徴とする薄
膜磁気ヘッド。
A first insulating film, a magnetic recording / reproducing element, and a second insulating film on a substrate, wherein at least one of the first and second insulating films has an internal stress of a tensile stress. A thin film magnetic head comprising a film.
【請求項2】請求項1に記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記第2の絶縁膜は、2層構造であり、このうち前
記磁気記録再生素子側の層は、圧縮応力の膜であり、外
側の層が、前記引張り応力の膜であることを特徴とする
薄膜磁気ヘッド。
2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the second insulating film has a two-layer structure, wherein the layer on the side of the magnetic recording / reproducing element is a film having a compressive stress, and Wherein the layer is a film of the tensile stress.
【請求項3】請求項1に記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記引張り応力の膜は、樹脂系の材料からなること
を特徴とする薄膜磁気ヘッド。
3. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the tensile stress film is made of a resin-based material.
【請求項4】請求項3に記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記樹脂系の材料は、ポリイミドであることを特徴
とする薄膜磁気ヘッド。
4. The thin-film magnetic head according to claim 3, wherein said resin-based material is polyimide.
【請求項5】請求項1に記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記第1および第2の絶縁膜のうちの一方は、膜全
体が前記引張り応力の膜であることを特徴とする薄膜磁
気ヘッド。
5. A thin-film magnetic head according to claim 1, wherein one of said first and second insulating films is a film of said tensile stress as a whole.
【請求項6】磁気記録媒体を回転させる回転駆動手段
と、薄膜磁気ヘッドと、前記薄膜磁気ヘッドを支持し、
前記磁気記録媒体の径方向に移動させるための径方向移
動手段とを有する磁気記録再生装置であって、 前記薄膜磁気ヘッドは、基板上に、順に、第1の絶縁
膜、磁気記録再生素子、第2の絶縁膜を備え、 前記第1および第2の絶縁膜の少なくとも一方は、内部
応力が引張り応力の膜を含んでいることを特徴とする磁
気記録再生装置。
6. A thin film magnetic head, a rotation driving means for rotating a magnetic recording medium, and a thin film magnetic head,
A magnetic recording / reproducing apparatus having a radial moving means for moving the magnetic recording medium in a radial direction, wherein the thin-film magnetic head comprises a first insulating film, a magnetic recording / reproducing element, A magnetic recording / reproducing device comprising a second insulating film, wherein at least one of the first and second insulating films includes a film having an internal stress of tensile stress.
【請求項7】基板上に、順に、第1の絶縁膜、磁気記録
再生素子、第2の絶縁膜を備えた薄膜磁気ヘッドの製造
方法であって、 前記基板の裏面を、切り込み速度100μm/min以
上の速度で研削加工することにより圧縮応力を与える工
程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
7. A method for manufacturing a thin-film magnetic head comprising a first insulating film, a magnetic recording / reproducing element, and a second insulating film on a substrate in order, wherein a cutting speed of 100 μm / A method for manufacturing a thin-film magnetic head, comprising a step of applying a compressive stress by grinding at a speed of at least min.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007207396A (en) * 2006-02-06 2007-08-16 Shinka Jitsugyo Kk Manufacturing method of slider
US7576950B2 (en) * 2004-08-06 2009-08-18 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Perpendicular magnetic recording head utilizing tensile stress to optimize magnetic pole layer domain structure

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