JPH103637A - 浮動ヘッドスライダおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録媒体の耐久性を確保できると共に、
磁気特性及び耐久性に優れた浮動ヘッドスライダを提供
すること。 【解決手段】 磁気記録媒体の回転によって生じる空気
流を圧縮して空気軸受作用を発生させる空気軸受面２
と、磁気記録媒体に対向して情報の記録再生を行う電磁
変換素子（図示略）と、これら空気軸受面２及び電磁変
換素子を担持するヘッドスライダ本体１ａとからなる浮
動ヘッドスライダ１において、当該浮動ヘッドスライダ
１の空気流入方向の略中央部の空気軸受面２上に空気軸
受面保護膜３を形成し、この空気軸受面保護膜３を、厚
さ１０〔ｎｍ〕以下で且つ浮動ヘッドスライダ１の空気
流入方向長さの１／３以下の幅に設定する。

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
の浮動ヘッドスライダにかかり、特に、空気軸受面保護
膜を有する浮動ヘッドスライダおよびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の記録密度向上は、主
に磁気ヘッドおよび磁気記録媒体の磁気的特性の向上
と、そして磁気ヘッドのギャップ先端と磁気記録媒体面
間の距離、いわゆる磁気スペーシングの短縮によってな
されてきた。現在の磁気ヘッドと磁気記録媒体間の物理
的な距離は約３０〔ｎｍ〕程度に達しており、磁気記録
媒体面の表面粗さとほぼ一致している。そのため、浮上
量低下及び高速摺動に起因して、磁気記録媒体の損傷の
可能性が高くなっている。

【０００３】ここで、浮上量の低下は、目標とする磁気
記録媒体上の位置への高速移動、いわゆるトラックシー
ク時の空気軸受作用の変動、浮動ヘッドスライダ支持系
の振動や、磁気記録媒体自体の上下方向のうねりに対す
る浮動ヘッドスライダの追従特性の限界から生じる。こ
のため、媒体との高速摺動は避けられないものとなって
いる。

【０００４】更に現在の磁気ディスク装置は、ほとんど
すべてＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）方式
を採用している。即ち、装置停止時には浮動ヘッドスラ
イダと磁気記録媒体が接触しており、装置起動時に磁気
記録媒体の回転に従って浮動ヘッドスライダが磁気記録
媒体との摺動状態を経て、相互間に生じる空気膜に支え
られた完全浮上状態に移行する。そして、装置停止時に
は起動時の逆の行程を辿るという起動停止方式を採用し
ている。

【０００５】そして、装置寿命に対して通常少なくとも
２万回、携帯機器等に使用される場合では、その使用形
態及び消費電力削減のため、１０万回以上のＣＳＳ耐久
性が必要となっている。従って、これらの摺動耐久性
は、図１２に示すように、磁気記録媒体の表面と同じ材
質の空気軸受面保護膜１０２を、浮動ヘッドスライダ１
００の空気軸受面１０１の全面に設けることで実現され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例には以下のような不都合があった。即ち、３０〔ｎ
ｍ〕以下の磁気スペーシング〔ＨＤＩ（ヘッド・ディス
ク・インタフェース）〕信頼性を確保するためには、Ｃ
ＳＳ耐久性およびシーク耐久性の観点からも、上述した
ように浮動ヘッドスライダの空気軸受面の保護膜は現状
の材料を使用する限る必要不可欠である。

【０００７】一方で、保護膜厚さを薄くする試みは続け
られているが、十分な耐久性を実現するためには少なく
とも１０〔ｎｍ〕程度が必要となっている。このため、
磁気記録媒体上の保護膜はもちろん浮動ヘッドスライダ
の空気軸受面保護膜も、磁気スペーシング短縮のための
最大の障害となる。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記従来例の有する不都合を改
善し、特に磁気記録媒体の耐久性を確保できると共に、
磁気特性及び耐久性に優れた浮動ヘッドスライダを提供
することを、その目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、磁気記録媒体の回転によ
って生じる空気流を圧縮して空気軸受作用を発生させる
空気軸受面と、磁気記録媒体に対向して情報の記録再生
を行う電磁変換素子と、これら空気軸受面及び電磁変換
素子を担持するヘッドスライダ本体とからなる浮動ヘッ
ドスライダにおいて、当該浮動ヘッドスライダの空気流
入方向の略中央部の空気軸受面上に空気軸受面保護膜を
形成し、この空気軸受面保護膜を、厚さ１０〔ｎｍ〕以
下で且つ浮動ヘッドスライダの空気流入方向長さの１／
３以下の幅に設定する、という構成を採っている。

【００１０】以上のように構成することで、先ず、磁気
記録媒体が停止している場合には浮動ヘッドスライダは
磁気記録媒体の表面に接触している。そして、磁気記録
媒体が回転を始めると、磁気記録媒体の表面に空気流が
発生し、浮動ヘッドスライダとの相互間に空気の膜が形
成される。このとき、浮動ヘッドスライダには空気軸受
面保護膜が形成されており、仮に浮動ヘッドスライダが
磁気記録媒体に近接しても空気軸受面保護膜が接触す
る。

【００１１】一方、磁気記録媒体が停止すると、上記し
た空気の膜は無くなり、浮動ヘッドスライダは磁気記録
媒体に近接する、このとき浮動ヘッドスライダには空気
軸受面保護膜が形成されているので、ヘッドスライダ本
体が接触したりすることはなく、浮動ヘッドスライダの
耐久性が確保される。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、空気軸受
面保護膜の空気流入側端部に傾斜部を形成するという構
成を採り、その他の構成は請求項１記載の発明と同様で
ある。

【００１３】請求項３記載の発明では、磁気記録媒体の
回転によって生じる空気流を圧縮して空気軸受作用を発
生させる空気軸受面と、磁気記録媒体に対向して情報の
記録再生を行う電磁変換素子と、これら空気軸受面及び
電磁変換素子を担持するヘッドスライダ本体とからなる
浮動ヘッドスライダにおいて、この浮動ヘッドスライダ
の空気軸受面上に空気流入方向に沿って空気軸受面保護
膜を形成し、この空気軸受面保護膜の厚さを１０〔ｎ
ｍ〕以下に構成すると共に、その幅を空気軸受面の空気
流出端より略１５０〔μｍ〕離れた位置から徐々に減少
させて、空気流出端の電磁変換素子近傍で電磁変換素子
とほぼ同一幅となるように構成する、という構成を採っ
ている。

【００１４】請求項４記載の発明では、磁気記録媒体の
回転によって生じる空気流を圧縮して空気軸受作用を発
生させる空気軸受面と、磁気記録媒体に対向して情報の
記録再生を行う電磁変換素子と、これら空気軸受面及び
電磁変換素子を担持するヘッドスライダ本体とからなる
浮動ヘッドスライダにおいて、この浮動ヘッドスライダ
の空気軸受面上に空気流入方向に沿って空気軸受面保護
膜を形成し、この空気軸受面保護膜の厚さを１０〔ｎ
ｍ〕以下に構成すると共に、その両側エッジ部に所定の
傾斜を形成する。

【００１５】請求項５記載の発明では、空気軸受面保護
膜の厚さを空気流出端へ向かって減少させると共に、空
気流出端の電磁変換素子近傍でその厚さが零となるよう
に構成するという構成を採り、その他の構成は請求項３
または４記載の発明と同様である。

【００１６】更に、請求項６記載の発明では、請求項
１，２，３，４または５記載浮上ヘッドスライダにおい
て、空気軸受面保護膜を構成する際に、所望の空気軸受
面保護膜の形成領域のみに貫通孔が形成されたマスク部
材を用い、このマスク部材の貫通孔を空気軸受面側に向
かって広がる形状に形成すると共にこれを空気軸受け面
に設置し、貫通孔から空気軸受面保護膜の材料となる保
護膜部材を堆積させる、という方法を採っている。

【００１７】以上のように構成したことにより、浮動ヘ
ッドスライダの空気軸受面に断面が円弧状の空気軸受面
保護膜を一つの行程で形成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明する。

【００１９】先ず、図１（Ａ）は本発明の第１の実施形
態を示す図であり、浮動ヘッドスライダ１を磁気記録媒
体に対向する側から見たものである。この実施形態にお
いて、浮動ヘッドスライダ１は、磁気記録媒体の回転に
よって生じる空気流を圧縮して空気軸受作用を発生させ
る空気軸受面２と、磁気記録媒体に対向して情報の記録
再生を行う電磁変換素子（図示略）と、これら空気軸受
面２及び電磁変換素子を担持するヘッドスライダ本体１
ａとからなる。そして、当該浮動ヘッドスライダ１の空
気流入方向の略中央部の空気軸受面２上に空気軸受面保
護膜３が形成され、この空気軸受面保護膜３が、厚さ１
０〔ｎｍ〕以下で且つ浮動ヘッドスライダ１の空気流入
方向長さの１／３以下の幅に設定されている。

【００２０】以下これを詳述すると、浮動ヘッドスライ
ダ１は平面形状が矩形形状となっている。そして、図１
（Ａ）における上方から空気が流入して下方に流出する
ようになっている。また、ヘッドスライダ本体１ａの空
気流入端領域には、空気軸受面２がヘッドスライダ本体
１ａから隆起して形成されている。更に、ヘッドスライ
ダ本体１ａの中央部にも、空気流入側から空気流出側に
向かって三角形状の空気軸受面２が形成されている。ま
た、空気流入側には所定の傾斜を有するチャンファ５が
形成されている。

【００２１】また、空気軸受面２は、通常、磁気記録媒
体との吸着を避けるために、数十〔ｎｍ〕程度の曲面加
工されている。そして、浮動ヘッドスライダ１の長手方
向（空気流入方向）の曲率をクラウン、これと直角の幅
方向の曲率をキャンバと呼ぶが、このクラウン及びキャ
ンバは、通常磁気記録媒体側に凸となるように形成され
る。

【００２２】加えて、空気軸受面２上には所定の空気軸
受面保護膜３が形成されている。この空気軸受面保護膜
３の厚さは約１０〔ｎｍ〕程度であって、浮動ヘッドス
ライダ１の浮上姿勢を大きく変化させることはない。ま
た、空気軸受面保護膜３の幅は浮動ヘッドスライダ１の
長手方向の約１／３程度に設定されている。そして、空
気軸受面保護膜３は、図１に示すように、浮動ヘッドス
ライダ１の幅方向（空気の流れと直角）とほぼ平行に形
成されている。

【００２３】以上により、図２に示すように、磁気記録
媒体４と空気軸受面２の接触部分に空気軸受面保護膜３
が介在することになる。一方で、電磁変換素子が配設さ
れている空気流出端近傍は磁気記録媒体４に接近する。
従って、磁気スペーシングを増加させることなく、ＣＳ
Ｓ時の摺動耐久性を確保することが可能となる。

【００２４】次に、図３（Ｂ）は第２の実施形態を示す
図であり、第１実施形態とほぼ同様の構成に加えて、空
気軸受面保護膜１１の端部に傾斜部１１ａを形成したも
のである。これを詳述すると、図３（Ａ）は第１実施形
態の空気軸受面保護膜３を側方から見た図である。この
図に示すように、空気流入方向１２の上流側が垂直に形
成されている。このため、長期間の使用によって、空気
流入側の端部にダストが堆積する可能性がある。

【００２５】一方、図３（Ｂ）に示す本実施形態では、
空気軸受面保護膜１１の端部に傾斜部１１ａが形成され
ている。この傾斜部１１ａは空気の流れを滑らかにする
と共に、直角に近い端部を有する場合に問題となるダス
トの蓄積を抑制することが可能となる。

【００２６】次に、図４は第３の実施形態を示す図であ
る。当該実施形態にかかる浮動ヘッドスライダ２１で
は、空気軸受面２１ａの空気流出端部２６で、空気軸受
面保護膜２３の幅がテーパー状に減少するように設定さ
れている。そして、空気流出端での幅が電磁変換素子と
ほぼ同等の幅となっている。

【００２７】また、図５は浮動ヘッドスライダ１を空気
流出端側から見た図であり、具体的にはポジティブキャ
ンバー３３及びネガティブキャンバー３４の場合を示し
ている。これら各キャンバーは、以下のような原因によ
って発生する。即ち、浮動ヘッドスライダ１の製造に際
しては、浮動ヘッドスライダ１の空気軸受面の逆側の面
を治具に接着して、空気軸受面の研磨や微少曲面（クラ
ウン）の形成加工を行うため、加工後にこの治具を引き
剥がすと、加工による内部歪みが解放されて、キャンバ
ーが発生する。

【００２８】この時、浮動ヘッドスライダ１の浮上姿勢
によっては電磁変換素子２５の先端領域が最小浮上領域
とはならなくなる。このため、空気軸受面の空気流出端
部３６ａ，３６ｂをカットする必要が生じ、空気流出端
での十分な圧力が得られなくなる可能性がある。この場
合に、空気軸受面保護膜の一部を図５に示すように排除
する（図５中の符号２６）ことによって、十分な圧力発
生を確保しつつ対摺動特性を確保することが可能とな
る。尚、図５に記載したキャンバーは説明の便宜上誇張
したものであり、実際にはほぼ平面に近い形状となって
いる。

【００２９】次に、図６は第４の実施形を示す図であ
る。当該実施形態にかかる浮動ヘッドスライダ１では、
空気軸受面３１の略中央部に空気軸受面保護膜３２が形
成されている。これによって磁気記録媒体と接触する実
効面積が減少するため、吸着可能性を抑制しつつ摺動特
性を確保することができる。尚、空気軸受面保護膜３２
の両側エッジ部分に傾斜を形成することより、ダスト等
の付着を抑制することが可能となる。

【００３０】また、図７は第５の実施形態を示す図であ
る。当該実施形態では、空気軸受面保護膜４１の厚さを
空気流出端４２へ向かって減少させることにより実効的
な磁気スペーシングの増加を抑制することが可能とな
る。

【００３１】次に、浮動ヘッドスライダの空気軸受面に
付する空気軸受面保護膜の形成方法について説明する。
ここで、図８は一例としてヘッドスライダ本体１ａに円
形の空気軸受面保護膜を形成する場合を示している。即
ち、空気軸受面保護膜を構成する際に、所望の空気軸受
面保護膜の形成領域のみに貫通孔５１ａが形成されたマ
スク部材５１を用いる。そして、このマスク部材５１の
貫通孔５１ａをヘッドスライダ本体側に向かって広がる
形状に形成すると共にこれをヘッドスライダ本体１ａの
所定位置に設置する。

【００３２】次に、貫通孔５１ａから空気軸受面保護膜
の材料となる保護膜部材を堆積させる。堆積方法として
は、スパッタリング、ＣＶＤ（ケミカル・ヴェイパー・
デポジション）、あるいは真空蒸着等を想定している。
このとき図９に示すように、ヘッドスライダ本体１ａの
全体にわたる大きさのマスク部材５１を用い、貫通孔５
１ａの狭い方の側から保護膜部材５８を堆積させると、
貫通孔５１ａの周辺領域５４，５５では空気軸受面保護
膜３の膜厚が薄く、逆に中央部５２へ行くに従って膜厚
が円弧状に増加する。

【００３３】このため、新たな加工を施すことなく、一
度の加工行程でクラウンやキャンバを形成することが可
能となる。また、空気軸受面の空気流入端及び空気流出
端で保護膜厚を減少させることが可能となるため、磁気
スペーシングの増加を抑制することが可能となる。

【００３４】また、図１０は他の空気軸受面保護膜３の
形成方法を示す図である。当該形成方法では、マスク部
材５６に貫通孔としての長穴５６を形成して、この長穴
５６をヘッドスライダ本体１ａの空気流入方向と直角方
向に配置している。また、長穴５６ａは、ヘッドスライ
ダ本体１ａに近接するに従って広がる形状で構成される
のは、上記した場合と同様である。

【００３５】更に、図１１は更に他の空気軸受面保護膜
の形成するためのマスク部材５７を示す図である。当該
形成方法では、マスク部材５７に空気軸受面の形状に対
応する貫通孔５７ａを形成している。より具体的には、
図６に示す空気軸受面３１に空気軸受面保護膜を形成で
きるようになっている。これによって磁気スペーシング
増加を抑制しつつ摺動耐久性を確保する空気軸受面保護
膜を形成することが可能となる。また、当該マスク部材
５７の貫通孔５７ａもヘッドスライダ本体側が広がって
形成されているので、断面が円弧状の空気軸受面保護膜
が形成されるのは上記した場合と同様である。

【００３６】なお、本発明は、浮動ヘッドスライダの空
気軸受面保護膜の形状及びその製造方法に関するもので
あって、その材質を特定するものではなく、浮動ヘッド
スライダの材料及び磁気記録媒体保護膜の材料、そして
磁気記録媒体上の潤滑剤との関係によって最適とされる
ものであれば何でもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による浮動
ヘッドスライダは必要な部分にのみ空気軸受面保護膜を
形成することによって、磁気スペーシングの増加を招来
することなく、磁気記録媒体との吸着性も低く、またシ
ーク特性及びＣＳＳ耐久性に優れ、更にはＨＤＩ信頼性
が高く、記録密度向上が可能な磁気ディスク装置を提供
することができる、という優れた効果を生じる。

【００３８】また、空気軸受面保護膜を形成する際に使
用するマスク部材に、ヘッドスライダ本体側が広がった
貫通孔を設けることにより、周囲部の膜厚が薄く、逆に
中央部の膜厚が厚い空気軸受面保護膜を一度の行程で構
成できる、という優れた効果を有する。

【００３９】更に、必要な領域にのみ空気軸受面保護膜
を形成することで、電磁変換素子と磁気記録媒体との相
互間距離を最小にすることができる、という優れた効果
を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す図であり、図１
（Ａ）は浮動ヘッドスライダを磁気記録媒体側から見た
図であり、図１（Ｂ）は側面図である。

【図２】図１に開示した浮動ヘッドスライダの側面図で
あり、磁気記録媒体に近接している状態を示す。

【図３】第２の実施形態にかかる浮動ヘッドスライダの
空気軸受面保護膜近傍拡大図を示し、図３（Ａ）は比較
のための加工をしていない空気軸受面保護膜を示し、図
３（Ｂ）は傾斜を設けた空気軸受面保護膜を示す。

【図４】第３の実施形態にかかる浮動ヘッドスライダを
示す図であり、図４（Ａ）は磁気記録媒体に対向する側
から見た図を示し、図４（Ｂ）は側面図を示す。

【図５】所定の加工をした直後の浮動ヘッドスライダを
空気流出端側から見た図であり、図５（Ａ）はポジティ
ブキャンバーの場合を示し、図５（Ｂ）はネガティブキ
ャンバーの場合を示す。

【図６】第４の実施形態にかかる浮動ヘッドスライダを
示す図である。

【図７】第５の実施形態にかかる浮動ヘッドスライダを
示す図である。

【図８】マスク部材によって空気軸受面保護膜を形成す
る場合を示す説明図であり、図８（Ａ）は側方断面図を
示し、図８（Ｂ）は平面図を示す。

【図９】浮動ヘッドスライダの略全面に球面状に保護膜
を形成する場合を示す説明図である。

【図１０】浮動ヘッドスライダの幅方向に空気軸受面保
護膜を形成する場合を示す説明図でり、図１０（Ａ）は
磁気記録媒体側から見た図であり、図１０（Ｂ）は側面
図である。

【図１１】図６に開示した空気軸受面保護膜を形成する
ためのマスク部材を示す一部省略した平面図である。

【図１２】従来の浮動ヘッドスライダを示す図であり、
図１２（Ａ）は磁気記録媒体側から見た図であり、図１
２（Ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 浮動ヘッドスライダ ２，２１ａ、３１ 空気軸受面 ３，１１，２２，３２，４１ 空気軸受面保護膜 ４ 磁気記録媒体 ５，２７ チャンファ １２ 空気流入方向 １３ ダスト ２５ 電磁変換素子 ２６，４２ 空気流出端部分 ５１，５６，５７ 空気軸受面保護膜形成マスク ５１ａ，５６ａ，５７ａ 貫通孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気記録媒体の回転によって生じる空気
   流を圧縮して空気軸受作用を発生させる空気軸受面と、
   磁気記録媒体に対向して情報の記録再生を行う電磁変換
   素子と、これら空気軸受面及び電磁変換素子を担持する
   ヘッドスライダ本体とからなる浮動ヘッドスライダにお
   いて、 当該浮動ヘッドスライダの空気流入方向の略中央部の前
   記空気軸受面上に空気軸受面保護膜を形成し、 この空気軸受面保護膜を、厚さ１０〔ｎｍ〕以下で且つ
   前記浮動ヘッドスライダの空気流入方向長さの１／３以
   下の幅に設定することを特徴とした浮動ヘッドスライ
   ダ。
2. 【請求項２】 前記空気軸受面保護膜の空気流入側端部
   に傾斜部を形成することを特徴とした請求項１記載の浮
   動ヘッドスライダ。
3. 【請求項３】 磁気記録媒体の回転によって生じる空気
   流を圧縮して空気軸受作用を発生させる空気軸受面と、
   磁気記録媒体に対向して情報の記録再生を行う電磁変換
   素子と、これら空気軸受面及び電磁変換素子を担持する
   ヘッドスライダ本体とからなる浮動ヘッドスライダにお
   いて、 この浮動ヘッドスライダの前記空気軸受面上に空気流入
   方向に沿って空気軸受面保護膜を形成し、 この空気軸受面保護膜の厚さを１０〔ｎｍ〕以下に構成
   すると共に、その幅を前記空気軸受面の空気流出端より
   略１５０〔μｍ〕離れた位置から徐々に減少させて、前
   記空気流出端の電磁変換素子近傍で電磁変換素子とほぼ
   同一幅となるように構成することを特徴とした浮動ヘッ
   ドスライダ。
4. 【請求項４】 磁気記録媒体の回転によって生じる空気
   流を圧縮して空気軸受作用を発生させる空気軸受面と、
   磁気記録媒体に対向して情報の記録再生を行う電磁変換
   素子と、これら空気軸受面及び電磁変換素子を担持する
   ヘッドスライダ本体とからなる浮動ヘッドスライダにお
   いて、 この浮動ヘッドスライダの前記空気軸受面上に空気流入
   方向に沿って空気軸受面保護膜を形成し、 この空気軸受面保護膜の厚さを１０〔ｎｍ〕以下に構成
   すると共に、その両側エッジ部に所定の傾斜を形成する
   ことを特徴とした浮動ヘッドスライダ。
5. 【請求項５】 空気流出端における前記空気軸受面保護
   膜の厚さを空気流出端へ向かって減少させると共に、前
   記空気流出端の電磁変換素子近傍でその厚さが零となる
   ように構成することを特徴とした請求項３または４記載
   の浮動ヘッドスライダ。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５記載浮上
   ヘッドスライダにおいて、 前記空気軸受面保護膜を構成する際に、所望の空気軸受
   面保護膜の形成領域のみに貫通孔が形成されたマスク部
   材を用い、このマスク部材の貫通孔を空気軸受面側に向
   かって広がる形状に形成すると共にこれを空気軸受面に
   設置し、 前記貫通孔から空気軸受面保護膜の材料となる保護膜部
   材を堆積させることを特徴とした浮上ヘッドスライダの
   製造方法。