JPS5975420A - 薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法

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JPS5975420A
JPS5975420A JP18455482A JP18455482A JPS5975420A JP S5975420 A JPS5975420 A JP S5975420A JP 18455482 A JP18455482 A JP 18455482A JP 18455482 A JP18455482 A JP 18455482A JP S5975420 A JPS5975420 A JP S5975420A
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layer
coil
insulating layer
coil conductor
thin film
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JP18455482A
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Isamu Yuhito
勇 由比藤
Kazuo Shiiki
椎木 一夫
Yoshihiro Shiroishi
芳博 城石
Hitoshi Nakamura
斉 中村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の第1」用分野〕 本発明は磁気ディスクあるいはV i’ Rなどに用い
る磁気の記・、保再生のためのillσ魚気ヘッドに関
するものである。特に信号入出力用のコイルを2N構造
の多巻にする。S自に有効である。以下詳細に説明する
〔従来技術〕
従来の尚膜磁気ヘッド主要部の断面を構造を第1図に示
ず。第1磁極1としてCま非磁性基板上に形成されたパ
ーマロイれ9膜あるいはMn−Znフェライト厚飯等が
用いられる。該第1磁極上に−23102あるいはAt
、o3 珈膜等によりギャップ層2が形成される。該ギ
ャップ層2上には信号入出力用のコイル3を形成し、次
いでコイル3と第2磁極5との電気的絶縁、および第1
磁極1および第2磁極5との磁気的絶縁のために絶縁層
4を数μm堆積する。絶縁層4の上面は第2@極の磁気
特性の劣化を防止するために平坦であることが望ましい
。続いてパーマロイ薄膜等で第2@極5を作製し薄膜磁
気ヘッドは形成される。
薄膜磁気ヘッドにおいては、高密度に多巻きで、かつコ
イル導体の断面積が広く、許容電流容量の大きなコイル
の作製方法が大きな問題となっている。第1図に示した
ような一層スバイラル購造では限られたコア長t。内に
形成できるコイルの巻数は、その導体断面積と逆比例し
、巻数を増すと導体の断面積が狭くなり許容市1流値が
小さくなる。
そこで、第2図に示すようにコイル13を2層構造とす
ることが提案されている。
コイルを2層構造とした場合には、第2磁極5か形成さ
れる絶縁層4の上面を平坦化することが問題となってい
る。このために、例えば第3図に示すように1層目のコ
イル21を形成した後PIQ22等で一囲平坦化しく第
3図−(a))、続いて2層目のコイル23を形成し、
1屑目と同様にPIQ24等で再び平坦化する。この方
法は、1層目。
2層目のコイル槽体の高さhが比1h的低い場合には有
効である。また、該絶縁層の平坦化を容易するため第4
図に示した構造が提案されている。この方法は、2層目
のコイル導体32を1層目のコイル導体31の間に絶縁
層33をブ1して形成しようとしたものである。本方法
も前者と同様コイル畳体の高さhが比較的低い場合には
可動である。
しかし、両方法ともコイルを2層化することにより2度
の平坦化が必要になったりコイルを形成する位置精度な
どプロセスが複雑に、かつ難しくなり、特にコイル畳体
の商さが高い場合にlよその影響が顕著となる。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来法の入点をなくシ、比較的容易
なプロセスにより2層構造で多巻なコイルを有するm)
I!−’、磁気ヘッドおよびその製造方法を提供しよう
とするものである。
〔発明の概要〕
本発明でi’J、、’)フトオフ法を用い、電気的かつ
磁気的絶縁層に形成した凹部に電気的絶縁層を介して2
層のコイルを連続して作製することにより、平坦化を一
度で杓ないプロセス数の増加を抑え、かつ2層化コイル
を作製した。すなわち、コイル材料とは沼択的に除去可
能な薄膜パターンをマスクとして杉絶縁層をエツチング
し2、該絶縁層に形成した凹部に1層目のコイル2n9
体、次いで1層目と2層目を′1を気的に分離′Vる絶
縁層、さらに2層目のコイル透体を堆積する。その後該
薄膜のみをコイル槽体に対し選択的にエツチングし、余
分なコイル導体を除去する。すると絶縁層の四部に2層
・で多巻なコイルを形成できる。その後、1層目と2層
目のコイルを電気的に接続することにより2層化コイル
を形成する。本方法によれば、2層のコイルを電気的絶
縁層を介してほぼ同時に形成できるため2層化コイルと
しても従来法thどにはプロセス数が増えない。′−1
:たコイルのすぐ脇((はコイルと同膜厚の絶す層があ
るため、コイル形成後の平用化も容易である。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
〔本発明の実施例〕
実施例1 コイルの作製方法の主要なプロセスについて記述する。
第5図の断面図を用いて説明する。基板41上にPIQ
JIポリイミド系樹脂;日立化成(株)の商品名)42
、づらにPIQ層上にN。
層43を形成した(第5図−(a))。]’ I Q層
の膜厚は3 μm 、八・10層VJ、 0.3 p 
mであり、i’ I Q層は回転塗布法、Mo層はスパ
ッタリング法により形成した。次いでホトエツチング法
によりレジストをマスクとしてMO層43をCF4カス
を用いたプラズマエツチング法によりパターンニンクシ
、続いてMo層43をマスクとしてPIQ層42に酸素
スパッタエツチング法により基板41に達する凹部を形
成する(第5図−(b))。酸素スバツタエツチンク法
ではJ’IQ層42層形2した凹部の側壁は基板41に
対しほぼ垂直となる。次いで基板41に対してほぼ垂面
方向よりAt44を1μm#着し1層目のコイルを形成
する(第5図−(C))。さらに該At上にSiQ2層
45を0.5μm。
続いて該Sin、上に再び膜厚1μmのAt層46を蒸
着し2層目のコイルを形成する(第5図−(d))。
そして、PIQ層4層上2上積した1層目のAt層44
を介してMo層43に電圧を印加し1%のスルファミ2
戯水溶液中にて電解エツチング法にて選択的にMO層4
3を除去する。すると、PIQ層4層上2上積した余分
なAt層44.46およびStO2層45が除去芒れ、
I)IQQ層2の凹部に8i(J、層45を介して絶縁
された2層構造のコイルが形成される(第5図−(e)
)。
ここで1層目および2N目のコイルを絶縁するStO,
層は1層目のコイル導体の上面にのみ堆積するのびはな
く1層目コイル導体の表面全体を覆うことが望ましい。
このためには、蒸着法に比較し等方的に膜が堆積しやす
いスパッタリング法が適している。また、第5図−(d
Jに秒いてMO層43を選択的に除去するためにはPI
Q層42の凹部に面したき40層43の側壁がSiQ2
層45により絶縁されていないことが重要である。この
ためには、第5図−(1))にひいて、PIQ層42を
酸素スパッタエツチングする際にMOパターンの下へ多
少のrンダーカットを形成し、このひさし林のΔ10層
43の下面がSin、層を形成する時に電気的に絶縁さ
れないようにすることがM要である。
その後、PTQ層47を再び回転塗布しコイル導体44
.46とP T 9層42のすき間d。を埋め込み、か
つPIQ)@47の上面を平坦にした(第5図−(f)
)。PIQは流動性のある熱イ使r[二性樹脂であり、
上述の平用化にθ、通した旧制である。
その後、1層目も・よび2層目のコイル44.46を電
気的に接続することによりPIQ層に埋め込1れた2層
多巻コイルが形成できる。1層目ど2層目の接続に従来
技術によって容易にできるのでここでは詳細り省略する
その他、上記ゼざる事項については、従来技術を踏襲す
れはよい。
実施例2 実施例1では両磁極を分離する絶縁層としてポリイミド
系樹脂であるPIQを用いたが、信頼性を考慮するとS
i(、>、等の無機化合物の方が望ましい。但しこの場
合、実施例1とは若干プロセスが異なる。先ず、第5図
−(aJにおけるP I 9層42の代りにSiQ、層
、さらに該SiQ、層上にへ10層を堆積する。欣いて
、ホトエツチング法により該MOM上にレジストパター
ン形成し、該レジストバクーンをマスクとしてMo層お
よびStO2層を]1/オンカス(C’ Ii’ 、等
)を用いたプラズマスノ(ツタエツチング法によシエッ
チングし、第5図−(IJど同様に該Srg、Rに基板
にすする凹部を形成する。その後の2ノーコイルの作製
プロセスは第5図−(C)〜(e)と同様である。次に
、第5図−(e)における2層目のTIIQ層47全4
7O2層で形成する場合、1層目SiQ、層とコイルと
の間にすき間d、があるため2層目のSiQ2層にその
形状が反映されてしまう。このため、該すき間d。のみ
をP I t:a層で埋め込むことが電装である。そし
て、その後2層目のSiOt/mを堆積することにより
5to2層内に埋め込まれた2層多巻コイルを形成でき
る。
以下に、薄膜磁気ヘッドに関する第2の発明を説明する
。寸ず、その実施態様を列記する。
(1)基板上に形成された、一部において磁気的に接触
している第1磁極および第2磁極と該両磁極の少なくと
も先端部にあって該両磁極をイjb気的に絶縁するギャ
ップ層、また該両磁極の先端部以外にあって該両磁極を
分離する磁気的、電気的絶縁層と、さらに該絶縁層内に
あって磁気の記録。
再生のための信号入出力用コイルを有する尚膜磁気ヘッ
ドにおいて、ギャップ層以外の該絶縁層が無機物および
廟機物の2種類からなることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。
(11)上記実施態様(1)において、ギャップ層以外
の杉絶縁層を構成する無機物として5i02、有機物と
してポリイミド系樹脂を用い、かつギャップ層以外の該
絶り、@の大部分をSiO,で形成しポリイミド系樹脂
はコイルの近傍にのみ存在することを特徴とする薄膜磁
気ヘッド。
(++++  上記実施態様(1)および(1()で述
べた潜膜磁気ヘッドに訃いて、第1磁極上にギャップ層
を形成し、次いで該ギャップ層」、に無(幾物を形成し
、この上にコイルを構成する拐t1とC;丁選択的に除
去可能な薄膜を堆積した後、該薄膜訃よび核無機物を基
板に対しほぼ垂直となる様にエツチングし、さらに該基
板に対しほぼ垂直方向よりコイルを形成する材料を堆積
し、続いて該薄膜をコイルとは選択的に除去し該無機物
の凹部内にコイルを形成した後、該コイルと該無機物と
のすき間を有機物で埋め込み、再び無機物を堆積し該絶
縁層を形成することを特色とする患・膜磁気ヘッドの製
造方法。
本紀2の発明は仔′(気ディスクあるいはVTRなどに
用いる磁気の記録再生のための薄膜磁気ヘッドに関する
ものである。特に、信月を入出力するためのコイルをリ
フト12法により作製する場合に有効である。以下、詳
細に記述する。
第6図は薄膜磁気ヘッドの断面を示す。第1磁極101
としては基板上に堆積したパーマロイ尚膜あるいはM 
n −Znフェライト基板等が用いられる。該第1磁極
101上にはSiO2あるいはA t203 薄膜によ
りギャップ層102が形成される。該ギャップ層102
上には信号入出力用のコイル103を形成する。コイル
103はA4゜CuあるいはA7−Cu薄膜をナトエツ
チング法によりパターンニングし作製する。次いで、コ
イル103と第2磁極105との電気的絶縁、および第
1磁極101と第2磁極105との磁気的絶縁のために
絶縁層104を数μm以上形成する。
絶縁層104の上面は第2磁極の磁気特性の劣化を防止
するために平坦化することが望ましい。このため絶縁層
104としては平坦化の容易な流動性のあるホトレジス
トするいはポリイミド系樹脂が用いられる。続いて、パ
ーマロイ薄膜等で第2磁極105を作製し湖膜磁気ヘッ
ドは形成される。
薄膜磁気ヘッドにおいては第1および第2磁極の磁気特
性の向上もさることながら、コア長の短いこと、コイル
の巻数の多いことが高効率化への必要粂件である。とこ
ろで、通常のドライエツチング法によりコイルを作製す
る場合、コイルの断面積を保ち、かつコイルの巻カコを
増加することは、コア長が増加することになり望゛まし
くない。例えは反応性スバツタエツナ/り法によりコ・
イルの導体の断面積が9μm2のA4コイルを作製する
場合 ;i7i体怖9者体間隔の最小寸法は3μn]が
限界である。し、化がって10ターンの巻数をもつコイ
ルを作製するとコア長は130μm以上となる。ここで
巻数を15ターンと−するとコア長は190μn]以上
となってしまう。ところで、コイルの導体幅が2μm、
高さが4.5μmのコイルを作1tは、巻数を15ター
ンとしてもコア長は130μm程度で9らる。
前述したような導体幅≦高さというコイルは通常のドラ
・イエッチング法やウェットエツチング法では作製がI
木難である。この問題を解決する/ヒめにリフトオフ法
によるコーイルの作製方法が考えられている。第7図に
リフトオフ法によるコイルの作製プロセスを示す。先ず
基板111上に有機絶縁物として)) I (1)、 
(ポリイミド系樹脂9臼立化成(株)の製品名)112
、MO薄膜113を形成する(第7図−(a))。PI
Qの膜厚はコイルの高さに相当し、またMOの膜厚は0
.3μm程度でよい。該MO膜113をホトエツチング
した(11.3’)  後、該MO膜113′をマスク
として酸素スパッタエツチング法によりPIQをエツチ
ングする(第71ン1−(b))。すると、PIQけM
Oパターンとほぼ同形状にエツチングされる。次いで基
板111に対して垂直方向からAtl 14’を蒸着す
る(第7図−(C))。続いてM o )藷113′を
選択的にエツチングすることにより、PIQ上に堆積し
たAt層は除去されPIQ内に埋め込まれたコイル11
4が形成される(第7図−(dJ )。
このリフトオフ法ではコイルの導体幅はMOのパターン
ニンク精度により決まるが、MO膜113の膜厚は0.
3μm程度であ#)高り度かつ微細な加工が可能である
。捷だ、コイルの導体幅を小さくしたことによる断面積
の低下は導体の高さを高くすることで防止できる。した
がって、前述した方法の問題点は解決される。リフi・
オフ法ではPIQ1112とコイルの導体114との間
に若干のすき間d。が生ずるが、IJI(M112と導
体114上に流動性があり平坦化の容易なPIQ112
’を再び回転塗布づることによりずき間は埋まりその上
山1は平坦にされる(第7図−(e))。この様に、P
IQはリフト、オフ法によるコイル作製には有用な樹脂
であるが、樹脂は高湿度、高棉度で変形しやすく製品と
しては信頼性が問題があった。
本紀2の発明は、す7トオ7法を用いることによりI’
IQI曽の代りに8j02青の無機化き物で前述してき
た杷61層を形成することに特似がある。すなわら、第
7図−<a)におけるPIQ74112をsho。
で形成し、該5107層上にレジスト/Noパターンを
形成する。次いで、レジストヲマスクとして8LO,層
をエツチングすると、第7図−(bJにおいてJ’IQ
を5L02 に代えた構造となる。ここで、5IO7は
(rp、ガスなどのフレオン系ガスを用いたグラズ与ス
パッタエッチ/グ法により容易に加工でき、かつP I
 Qに比べ固くプロセスおよびヘッド構成上適した材料
である。以下は第7図−(C)、 fd)にしたがえは
SiO2層にはさ°まれだコイルを形成できる。しかし
7寸でに述べたようにリフトオフ法では、第71:ン1
−(fi+にち−いて5roJ%とコイルとの間にすき
間(1oが生ずる。このすき間のみにP 丁Q等を埋め
込み、−F用化し、さらに5i02#を堆積することに
よpSi02層内に埋め込すれたコイルを形成でき、前
述しまた問題点を解決できる。
以下本箱2の発明を実施例により詳111[に説明する
〔実施例1〕 第8図を用いて説明する。基板12】とし7てはへ41
1− Znフェライト単結晶基板を用いた。先ずa亥単
結晶基1八121土にギャップ層と々るA/20s膜1
22全122t m堆界し、後述する上部磁性層とフェ
ライトとの1(−合領域のΔ1201層を除去する。
(第8図−(1) ) 。次いで5rot層123、さ
らに該51021茜123上にMO層124を堆積した
(第8図−(b))。At、02122.5i0212
3゜λ40Jψ124はスパッタリング法で堆積した。
sro、層123、へ40層124の膜厚dそれぞれ2
5μm、0.3μmである。続いて、レジスト125を
マスクとして核N OJM l 24をCli”、ガス
を用いたプラズマエツチング法によりパターン二/グし
た(第8図−(0月。この際、レジスト膜厚は充分に厚
くしておく。そして、MO層124をエツチング後の残
ったレジスl−125をマスクとしてsho、層123
をCF4ガスによるプラズマスパッタエツチング法によ
り除去する(第8図−(dJ )。コノ際、At208
層122i/lj:SiO,エツチング時のストッパー
として作用し、5LO2層123のエツチングを過多と
しても何ら…JIMはない。ずなわら、前述したレジス
ト125はL4 o層124およびStO,層123の
両者をエツチングする際のマスクとなるもので、ここで
は2〜3μ!nとした。以上までのプロセスにより第7
図−(bJに示したPIQを用いた場合と同様の構造が
形成できる。以降のプロセスは第7図に示したPIQを
用いた場合と同様である。すなわら、基板内に対しはは
垂直力向からAl126’を5LO2層123とPIJ
l!A厚蒸着(第8図−(e))する。さらにMo層1
24を1%スルフγミン酸氷水溶液中電解エッチング法
により選択的に除去することにより、MO層124上の
A7層のみがリフトオフされ、SiO,t?123の凹
部に坤め込寸れkAtコイル126が出来上る(第8図
−げ))。次いで、PIQを塗布、余分なP I Qを
エツチングし5ro2層123とAtコイル126との
すき間d、をIノIQ27で埋め込む。さらにSin、
層128を再び堆積し、ホトエッチ;/グ法により所定
の形状にパターンニングした(第81ツl−1g))。
sho、層128の膜厚は25μmであり、全5ho2
層の膜厚は5μmとした。第゛後にパーマロイにより上
部磁性層129を形成し、ヘッドを作製した(第8図−
(h))。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の1)′PI多巻コイルを有する薄膜磁気
ヘッドの1り丁向図、第2図は従来の2層多巻コイルを
巾する薄+1!i!磁気ヘッドのIrJi而図、面31
’>’、1 (a+ +(b)および第4図は(If、
来の2層多毛コイルの10r而図、第5図(a)〜(f
)げ本発明による2層多巻コイルの形成に廿ける各工程
を示す断面図、第6図は従来の薄、 III磁2気ヘッ
ドの曲面図、第7図(a)〜(e)l/jlJフトオフ
法によるコイルの作製工程を示す断面図、第8t>l 
(a)〜(h)は本箱2の発明による沖膜磁気ヘッドの
作”14 ’II−程を示−す断面図である。 41・・・基板、42・・・絶縁層、43・・・Mo層
、44・・・1層目コイル、45・・・絶縁層、46・
・・2層目コイル、47・・・絶縁層、121・・・下
部磁性層、122・・・ギャップ層、123・・・無機
絶縁層、124・・・M o層、125・・・レジスト
、126・・・コイル、127・・・有機絶縁物、12
8・・・無機絶Irイ物、129第 1  図 %  Z  ffd 13図 附 S  図 パ 1FJ6図 篤  7  ロ 第 3  図 +22

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下部磁極を兼ねた磁性基板、あるいは非磁性基板上
    に形成した下部磁極、該下部磁極上に形成したギャップ
    層、該下部磁極および該下部磁極とその一部において磁
    気的に接続している上部抑極を電気的、磁気的に分離す
    る絶縁層、該絶縁層内にあって信号人出力のためのコイ
    ルを有する?WII臭磁気ヘッドにおいて、該コイルが
    基板に対し2層多巻構造を有し、1層目コイル導体と2
    層目コイル導体が電気的絶縁層を介して連続的に形成さ
    れ、該2層目コイル導体が電気的絶縁層を介して該1層
    目コイル導体の直上に、該2層目コイル導体の幅が該1
    層目コイル導体の幅に等しいか、あるいは小さく形成さ
    れたことを特徴とする薄I+”磁気ヘッド。 2、特許請求の範囲第1m記載の41摸磁気ヘツドにお
    いて、上記絶縁層としてポリイミド系樹脂、上記電気的
    絶縁層として5io2を用いたことを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。 3、%許請求の範囲第1項記載の薄膜磁気ヘッドにおい
    て、上記絶縁層としてsio、を用い、がつ2層多巻コ
    イルの脇にのみ核2層多巻コイルと同じ尚さのポリイミ
    ド系樹脂が堆積されていることを特徴とする薄膜磁気ヘ
    ッド。 4、薄膜磁気ヘッドにおける2層多巻コイルを形成する
    場合、ギャップ層上に堆積した第1の絶縁層上にコイル
    を(性成する拐料とけ選択的に除去可能な薄膜を堆積し
    、該薄膜をホトエツチング法によpレジスト膜をマスク
    としてパターンニングし、続いて該レジスト膜あるいは
    該薄膜をマスクとして該第1の絶縁層をエツチングした
    後、111層目コイル導、次いで該1層目コイル導体と
    2層目コイル導体とを電気的に分離する第2の絶縁層を
    堆積し、さらに該2N目コイル導体を堆積し、その後、
    該?v#を該1層目、および該2層目コイル橋体に対し
    選択的に除去することにより、該第1の絶縁層上に堆積
    した余分な該i Innココイル導体該2層目コイル導
    体および該第2の絶縁層をも除去し、その後、該第1の
    絶縁層i?よび該2層多巻コイル上にその上面が平M3
    な庖気的、磁気的絶縁層を堆積しさらに該1層目コイル
    と該2層目コイル導体を電気的に接続することを特徴と
    1′る薄膜磁気ヘッドの製造方法。
JP18455482A 1982-10-22 1982-10-22 薄膜磁気ヘツドおよびその製造方法 Pending JPS5975420A (ja)

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