JPH11219574A

JPH11219574A - 磁気ヘッド及び磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH11219574A
Application number: JP2171798A
Authority: JP
Inventors: Takako Okawa; 貴子大川; Kenji Furusawa; 賢司古澤; Nobuo Suzuki; 信男鈴木; Masayoshi Endo; 正義遠藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置の耐衝撃性を向上すると共に
生産性を向上する。【解決手段】磁気ヘッドスライダの浮上面を含む面もし
くは浮上面の外周部に、イオンミリング、ドライエッチ
ングなどにより、面取り加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本技術は、磁気ディスク装置
及びその製造技術に関し、特に非直線形状のレールを有
する浮上量の小さい薄膜磁気ヘッドの製造方法及び磁気
ヘッドスライダの形状に関する。特に、本発明は磁気ヘ
ッドの耐衝撃性を向上するのに好適な薄膜磁気ヘッド及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は磁気ディスク装置の構成を説明す
る図であって、磁気ヘッド１は、板バネ１０により支持
され、磁気ディスク回転停止時は、磁気ヘッド１と磁気
ディスク１１は接触状態にある。図３は磁気ヘッドの浮
上状態を説明する図であって、磁気ヘッド１は、磁気デ
ィスク１１と相対する面である浮上面２、テーパ部４、
磁気素子５、空気流入端７、空気流出端８を有し、板バ
ネ１０により支持されている。浮上面２には図１に示す
レール３が形成されている。磁気ディスク回転停止時は
磁気ヘッド１と磁気ディスク１１は接触状態にあるが、
回転数が一定値に達すると、レール３に沿って空気流入
端７から流入し空気流出端８から流出する空気流により
空気ベアリングスライダ機構が形成され磁気ヘッド１は
浮上する。その浮上量は年々小さくなっており、現在は
１００ｎｍ以下である。

【０００３】このような磁気ディスク装置の回転時もし
くは停止時に、磁気ディスク装置を動かすなどして、大
きな加速度が加わると、磁気ヘッドと磁気ディスクは衝
突し、磁気ディスクの磁気媒体が破壊され、データにエ
ラーを生じる。また、衝撃により磁気ヘッドの部材が破
損し、それにより生じた異物により、データの読み書き
ができなくなるなどの深刻な問題を生じる。特に、持ち
運べることを前提とした、パーソナルコンピュータにお
いては、２５０Ｇ以上の大きな加速度に耐える必要があ
る。

【０００４】従来は、この加速度印加時の衝撃を緩和す
るために、支持バネの剛性を上げる、磁気ディスク回転
時の磁気ディスクのばたつきを減らすなどしてきた。さ
らに、機械加工によりスライダの４角を面取り加工して
角を丸めることは特に対衝撃性の向上に有効であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】ところが、スライダ
サイズが従来主流であったナノスライダからピコスライ
ダへと小さくなるに伴い、機械加工による面取り加工で
は、面取り加工量が一定しないため加工精度が悪い、ス
ライダの浮上面に傷を付けるという問題が生じた。特
に、機械加工では、スライダ単品を１個１個加工しなけ
ればならないため、生産性が非常に悪いという点が問題
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明では、磁気ヘッドスライダにおいて、浮上
面を有する面と、それに接する４つの側面との４つの境
界部分の全部もしくは一部を、イオンミリングもしくは
ドライエッチングにより加工し小面を形成した。また、
浮上面の輪郭の全部もしくは一部を、イオンミリングも
しくはドライエッチングにより加工し小面を形成した。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に従
って説明する。

【０００８】本発明の第１の実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明により形成された磁気ヘッド１の概観
図である。本発明の磁気ヘッド１は浮上面２、該浮上面
に形成された非直線形状のレール３、テーパ部４、磁気
素子５、素子形成部６、空気流入端７、空気流出端８を
有し、浮上面と浮上面に接する４つの側面との４つの境
界部分に形成された小面９が存在する。

【０００９】本発明の磁気ヘッドスライダの作成プロセ
スを図４から図９を用いて説明する。図４に示すよう
に、アルミナチタンカーバイド１３に磁気素子５を形成
した後、所定の寸法に切断して複数のヘッドブロック１
４を形成し、このヘッドブロックをヘッドブロック研磨
治具２０に固定して研磨を行い浮上面１を形成する。こ
のヘッドブロック１４をヘッドブロック固定治具１８に
整列配置する。

【００１０】このブロックを磁気素子側から見た側面図
を図５（ａ）に示す。浮上面２に保護膜１５をスパッタ
もしくはＣＶＤにより成膜した後（ｂ）、レジスト１６
を塗布してリソグラフィーによりレール加工用のマスク
を形成する（ｃ）。レジスト１６をマスク材としてエッ
チング加工、例えばアルゴンガスを用いるイオンミリン
グ（ｄ）によりレジストのレールパターンをアルミナチ
タンカーバイドに転写する。

【００１１】図９は公知のイオンミリング装置の構成図
である。図９において１３はアルミナチタンカーバイ
ド、２８は試料ホルダ、２９は真空ポンプ、３０は試料
交換室、３１は永久磁石、３２はソレノイドコイル、３
３はマイクロ波、３４はマイクロ波発振器、３５はガス
導入口、３６はプラズマ、３７は引き出し電極である。

【００１２】本装置は、ガス導入口３５よりイオンミリ
ングガスを供給し、マイクロ波３３によりプラズマ３６
を励起し、イオンを引き出し電極３７により高エネルギ
ーに加速して引き出し、試料に照射して加工を行うもの
である。イオンミリング条件の一例は次の通りである。

【００１３】イオンミリングガスにはアルゴンを用い、
流量１０sccm、真空度０.２Pa、ビーム電流密度０.８mA
/cm２、加速電圧９００V、ビーム入射角度４５゜、加工
時間３３０分である。このようにして加工されたレール
３の溝深さは約１０ミクロンである。

【００１４】レール加工後、レジストを除去し（ｅ）、
本発明の小面を形成する加工、いわゆる面取り加工を行
うためのレジストマスク１６を形成する（ｆ）。レジス
ト１６をマスク材として、レール加工と同様に例えばア
ルゴンガスを用いるイオンミリングによりレジストのレ
ールパターンをアルミナチタンカーバイド及びアルミナ
に転写する（ｇ）。

【００１５】イオンミリング条件の一例は次の通りであ
る。イオンミリングガスにはアルゴンを用い、流量１０
sccm、真空度０.２Pa、ビーム電流密度０.８mA/cm２、
加速電圧９００V、ビーム入射角度０゜、加工時間６７
０分である。この面取り加工の加工量は約１０μmであ
る。

【００１６】図５においては、レール加工の後に面取り
加工を行ったが、その順番は逆であっても良い。面取り
加工の後、レジストを除去し（ｈ）、ヘッドブロック固
定治具からブロックを剥離し、図１に示す個々の磁気ヘ
ッド１に切断する。

【００１７】この時点では個々の磁気ヘッドの浮上面１
は治具への接着時のひずみや成膜時の応力によるひずみ
を原因として、図６（ａ）に示すようにわずかに凹形状
に変形しており、その変形量は約０.２５ミクロンであ
る。この変形を補正するための平面度補正研磨加工につ
いて図７を用いて説明する。

【００１８】図７において、１は磁気ヘッド、２５は磁
気ヘッドを支持する回転可能なヘッド研磨治具２５、２
２は回転可能な定盤、２３は研磨液である。磁気ヘッド
１を研磨治具２５に取り付け、回転する定盤２２に研磨
液２３を供給しながら１０数秒間浮上面２の研磨を行
う。

【００１９】この平面度補正研磨加工よって浮上面は約
０.２５ミクロン研磨され、その変形は図６（ｂ）に示
すように平面もしくはごくわずかな凸面に修正される。
この浮上面の平面度補正研磨加工後、個々の磁気ヘッド
を図９に示すヘッド固定治具２６に固定して洗浄を行っ
た後、浮上面に保護膜をスパッタもしくはＣＶＤにより
成膜する。成膜後ヘッド固定治具２６より取り外し図１
に示す磁気ヘッドを得る。

【００２０】本発明の磁気ヘッド１を磁気ディスク装置
に組み込み、加速度を与えて、磁気ディスクへの傷の有
無を調べる、衝撃試験を行った。その結果、面取り加工
を行わない磁気ヘッドでは、２００Ｇで、磁気ディスク
へ傷が付いたのに対し、本発明の磁気ヘッドを用いた場
合は、５５０Ｇで傷が発生した。すなわち、面取り加工
を行うことにより耐衝撃性を向上することができた。

【００２１】さらに、図５の（ｆ）から（ｈ）の面取り
加工に要する時間はトータルで約１７時間であるがイオ
ンミリングの場合は一度に２８８００個のスライダを加
工することが可能であるため、１個当たりを加工する時
間は約２秒である。一方従来の機械加工では１個加工す
るのに約３０秒を要するため、生産性を約１０倍に向上
することができた。

【００２２】図１３に図１に示す形状の磁気ヘッドスラ
イダにおける、面取り加工量と、ディスクに傷が生じた
ときの加速度の関係を示す。面取り加工量５μm以上で
あると耐衝撃性向上の効果が現れる。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例を図を用いて
説明する。第２の実施例の磁気ヘッドスライダの作成プ
ロセスは、図５に示す第１の実施例と全く同じプロセス
であるが、図１０（ａ）に示すように図５の（ａ）のヘ
ッドブロックにおいてあらかじめ、機械加工により溝１
７を形成しておく。これにより、図１０（ｂ）の角部１
９がエッジ効果により最もエッチング速度の速い角度か
らなるファセット２０を形成し、溝のない場合に比べ
て、早く、約１.５倍の速度で加工が進む。そのため実
施例１と同じイオンミリング条件のばあい、１０μm加
工するのに必要な時間は、６４０分と短縮される。実施
例２に於ける面取りの効果は実施例１と同じである。

【００２４】次に、本発明の第３の実施例を図を用いて
説明する。第３の実施例の磁気ヘッドスライダの作成プ
ロセスも実施例１と同様であるが、図１１に示す形状の
マスクを用いる。このようなマスクを用いると図１２に
示す形状に面取り加工が行われる。図１２に示す磁気ヘ
ッド１を磁気ディスク装置に組み込み、衝撃試験を行っ
た結果、磁気ディスクに傷が付いたのは、３５０Ｇから
であった。

【００２５】次に、本発明の第４の実施例を図を用いて
説明する。第４の実施例の磁気ヘッドスライダの作成プ
ロセスも、第１の実施例とほぼ同じプロセスであるが、
面取り加工図５（ｇ）において図１４に示す公知の高周
波誘導型イオン源を搭載したイオンエッチング装置を使
用する。図１４において、１３はアルミナチタンカーバ
イド、２９は真空ポンプ、３０は試料交換室、３５はガ
ス導入口、３６はプラズマ、３８はコイルである。

【００２６】本装置は従来の平行平板型の反応性イオン
エッチング装置に比べプラズマ密度が高いという特徴を
持つ。ガス導入口３５よりエッチングガスを供給しコイ
ル３８に印加した高周波電力によりプラズマ３６を励起
し、基板にバイアス電圧をかけることによりイオンは基
板へ入射し加工が行われる。エッチングにはＳＦ６とア
ルゴンの混合ガスを用い、流量各１５sccm、真空度０.
５Pa、バイアス電圧５００V、加工時間１００分であ
る。

【００２７】このようにして加工された小面９の深さは
約１０ミクロンである。この条件において、マスク材と
アルミナチタンカーバイドのエッチング速度の比、すな
わち選択比は約０.１とイオンミリングの場合０.４に比
べて小さい。そのため、マスク材は、エッチング中に大
きく後退し、その結果、面取りされた小面の断面形状は
図１５に示すように曲面となる。実施例１に比べてより
なめらかに面取り加工が行われるため、耐衝撃性は向上
し約７００Ｇであった。

【００２８】次に、本発明の第５の実施例を図を用いて
説明する。第５の実施例の磁気ヘッドスライダの作成プ
ロセスも実施例１と同様であるが、図１６に示す形状の
マスクを用いる。このようなマスクを用いると図１７に
示すように浮上面の輪郭の部分に面取り加工が行われ
る。図１７に示す磁気ヘッド１を磁気ディスク装置に組
み込み、衝撃試験を行った結果、磁気ディスクに傷が付
いたのは、３００Ｇからであった。

【００２９】次に、本発明の第６の実施例を図を用いて
説明する。第１の実施例に示す面取り加工を行った後に
さらに図１６に示す形状のマスクを用いて浮上面の輪郭
部分に面取り加工を行う。その結果図１８に示す磁気ヘ
ッドスライダが得られる。図１８に示す磁気ヘッド１を
磁気ディスク装置に組み込み、衝撃試験を行った結果、
磁気ディスクに傷が付いたのは、１０００Ｇからであっ
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明により磁気ディスク装置の耐衝撃
性を向上できると同時に、生産性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドスライダを示す斜視図。

【図２】従来の磁気ディスク装置の斜視図。

【図３】従来の磁気ヘッドの浮上状態を説明する断面
図。

【図４】本発明の磁気ヘッドスライダの製造工程を示す
斜視図。

【図５】本発明の磁気ヘッドスライダの製造工程を示す
断面図。

【図６】本発明の磁気ヘッドスライダの側面図。

【図７】本発明の平面度補正研磨加工の概念図。

【図８】本発明の磁気ヘッドスライダの製造方法を示す
斜視図。

【図９】本発明のイオンミリング装置の構成図。

【図１０】本発明の第２の実施例の磁気ヘッドスライダ
の側断面（ａ）及び同図（ａ）の拡大断面図（ｂ）。

【図１１】第３の実施例の磁気ヘッドスライダ製造用の
マスクの斜視図。

【図１２】第３の実施例の磁気ヘッドスライダを示す斜
視図。

【図１３】面取り加工量と耐衝撃性の関係を示す特性
図。

【図１４】高周波誘導型イオンエッチング装置の構成
図。

【図１５】第４の実施例の磁気ヘッドスライダを示す斜
視図。

【図１６】第５の実施例の磁気ヘッドスライダ製造用の
マスクの斜視図。

【図１７】第５の実施例の磁気ヘッドスライダを示す斜
視図。

【図１８】第６の実施例の磁気ヘッドスライダを示す斜
視図。

【符号の説明】

１…磁気ヘッド、２…浮上面、３…レ
ール、４…テーパ部、５…磁気素子、
６…磁気素子形成部、７…空気流入端、８…空気
流出端、９…小面、１０…板バネ、１１
…磁気ディスク、１２…浮上量、１３…アルミナチ
タンカーバイド、１４…ヘッドブロッ
ク、１５…保護膜、１６…レジスト、
１７…溝、１８…ヘッドブロック固定治具、
１９…角部、２０…ファセット、２２…定
盤、２３…研磨液、２５…ヘッド研磨治
具、２６…ヘッド固定治具、２８…試料ホルダ、２９
…真空ポンプ、３０…試料交換室、３１…永
久磁石、３２…ソレノイドコイル、３３…マイクロ波、
３４…マイクロ波発振器、３５…ガス導入口、３
６…プラズマ、３７…引き出し電極、３８…コ
イル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤正義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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ヘッドスライダにおいて、スライダの
６つの面のうち、浮上面を有する面と、それに接する４
つの側面との４つの境界部分の全部もしくは一部を、イ
オンミリングもしくはドライエッチングにより加工し小
面を形成したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、小面
が曲面を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、小面
の幅が、５μm以上、深さが５μm以上であることを特徴
とする磁気ヘッド。
【請求項４】磁気ヘッドにおいて、浮上面の輪郭の全部
もしくは一部を、イオンミリングもしくはドライエッチ
ングにより加工し小面を形成したことを特徴とする磁気
ヘッド。
【請求項５】請求項４記載の磁気ヘッドにおいて、小面
が曲面を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】請求項１もしくは２もしくは３記載の磁気
ヘッドスライダにおいて、請求項４もしくは５記載の小
面を形成したことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】請求項１から６記載の磁気ヘッドを搭載し
たことを特徴とする磁気ディスク装置。