JPS6337818A - 磁気デイスク装置用浮上型磁気ヘツド - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定磁気ディスク装置に使用する浮上型磁気
ヘッドに係り、特に性能および信鯨性を改良した浮上型
磁気ヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置に使用する磁気ヘッドとしては２例え
ばＵＳＰ−３８２３４１６号、または特公昭５７−５６
９号公報に開示されているような浮上型磁気ヘッドが使
用される。この浮上型磁気ヘッドは、磁気ディスクの静
止時においてはばね力によって磁気ディスク表面に接触
しているが。

磁気ディスクの回転時においては、磁気ディスク表面の
空気流によって浮上する。而して磁気ディスクが回転か
ら停止に至るまでには、前記磁気ヘッドは磁気ディスク
表面に落下２反動による上昇を繰返した後、磁気ディス
ク上を摺動して停止する。磁気ヘッドには上記起動、停
止時の衝撃に耐える性能が要求され、これをＣ８Ｓ性（
Ｃｏｎ　ｔａｃ　ｔＳｔａｒｔ　５１０ｐ）と称する。

磁気ヘッド全体を例えば高透磁率酸化物磁性材料である
フェライトで構成したものは、耐Ｃ８Ｓ性が良好である
が、飽和磁束密度が小さく、高保磁力の記録媒体に対す
る記録性能が不充分であるという欠点があり、高飽和磁
束密度を有する金属磁性膜を磁気間隙に配設するのが望
ましいとされている。この−例として特開昭５８−１４
３１１号公報に開示される磁気ヘッドがあるが、磁気変
換部に巻線後のインダクタンスが大きく、共振周波数が
低下するため、高周波領域における記録再生機能が不充
分であるという問題点がある。この改良例として全体を
磁性材料とせず、磁気コアを非磁性材料からなるスライ
ダー中に埋設固着した構成のものがある（例えばＵＳＰ
−３５６２４４４号、特開昭６０−１５４１３０号公報
等）。一方磁気コアの磁気間隙部の構造としては、その
上端面の外観からＸ型と称されるものがある。本出願人
による特願昭６０−４００６３号によるものもその一例
であり９例えば第８図に拡大図で示す。同図は記録媒体
との対向面の平面図であり、■コア側基板１およびＣコ
ア側基板２上に成膜した金属磁性膜３，４は絶縁層５を
介して斜めに斜交し、その角度θを６０″に形成しであ
る。６は接合ガラスであり、前記基板１．２を接合する
。Ｇｌ、Ｔｗは各々ギャップ長およびトランク幅である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のようなＸ型構造のものにおいて、金属磁性膜３．
４の膜厚は２０μｍ以下にすることにより、接合ガラス
６によるガラスボンディング時に発生する応力を小さく
することができ、再生出力が向上し、基板１．２を構成
する材料の結晶粒の脱落が減少する。しかしながら、第
８図からも明らかなように、ギャップ長ＧＥは任意に選
定することができるが、トラック幅Ｔｗを通常１０〜２
０μｍの寸法にするためには、前記金属磁性膜３．４の
膜厚をあまり薄くすることができない。

すなわち、■コア側の基板ｌの頂点部は先端が鋭角であ
るため、膜厚を薄くすると頂点部における膜ｊ７が他の
トラック部の膜厚より極度に薄くなり。

再生出力が低下することとなり不都合である。このため
トラック幅Ｔｗと前記膜厚とを任意に独立して選定する
ことができず、定められたトラック幅Ｔｗを得るために
は、前記膜厚はある程度厚くしておく必要があるという
制約がある。このような欠点を改良する磁気間隙部の構
造として、特開昭６１−４３７０７号公報Ｇこ記載のよ
うな台形状のものが開示されている。しかし上記構造の
ものにおいては、磁性薄膜とフェライト基板との接合面
が磁気間隙線と平行に配設しであるため、いわゆる形状
効果により再生出力の周波数特性にうねりを生ずるとい
う問題点がある。

本発明は上記従来の問題点を解消し、（１）高保磁力の
記録媒体に対しても充分記録可能であり、（２）低イン
ダクタンスであり、（３）高飽和磁束密度を有する金属
磁性膜に不都合な歪を発生させることなく高再生出力を
示し、（４）耐ＣＳＳ性に優れた磁気ディスク装置用浮
上型磁気ヘッドを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来技術に存在する問題点を解消するために９本発
明においては、下記の技術的手段を採用したのである。

Ａ、磁気記録媒体との対向面に磁気間隙が出現するよう
に基板の上端部を突合せ配設し、前記磁気間隙が磁気記
録再生トラックとなるように前記基板上端縁部を斜めに
切除して前記基板上端面部を台形に形成し、前記磁気間
隙に臨む基板の上端部の少なくとも一方に磁性薄膜を成
膜し。

前記両基板を接合ガラスを介して接合して構成した磁気
ヘッドを、スライダ中に設けたスリット中に固着ガラス
を介して埋設固着してなる磁気ディスク装置用浮上型磁
気ヘッドにおいて。

Ｂ、前記磁気間隙に臨む基板端面の平均面粗さを４０Å
以上でありかつ前記磁性薄膜の膜厚の１０％以下に形成
する。

Ｃ，ｍ性薄膜を純鉄またはＮｉ、Ｍｏ、Ｒｈ。

Ｒｕ、ＡＡ、Ｃｒから選ばれた１種若しくは２種以上の
元素を１０原子％以下含有する鉄合金で構成する。

Ｄ、ｌ板をＭ　ｎ　−７，ｎフェライトで構成する。

Ｅ、スライダを線膨張係数８５〜９５　ｘ　１０−’／
”ｃの安定化ＺｒＯ□で構成する。

Ｆ、接合ガラスを線膨張係数９２〜１０２Ｘ１０−’／
℃、軟化点５６０〜６２０℃のガラスで構成する。

Ｇ、固着ガラスを線膨張係数８５〜９５Ｘ１０−７／℃
、軟化点４３０〜４６０℃のガラスで構成する。

本発明において、磁気間隙に臨む基板の端面の平均粗さ
が４０人未満では、形状効果のため周波数特性にうねり
を生ずるため不都合である。一方上記平均粗さが磁性薄
膜の膜厚の１０％を越えると１Ｍｉ性薄膜薄膜厚精度が
低下するため好ましくない。

磁性薄膜を構成する純鉄としては、純度が９９．９９重
量％以上のものが耐食性に優れており好ましい。また更
に耐食性を向上させ、若しくは透磁率を向上させるため
に、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｒｈ。

Ｒｕ、Ａβ、Ｃｒから選ばれた１種若しくは２種以上の
元素を１０原子％以下含有させてもよい。

なお中間絶縁層として介在させるＳｉｎ、膜厚は０．０
２〜Ｏ，ｌｃｒｍとすれば、充分に絶縁を維持し。

かつ全体の膜中に占める純鉄膜の割合を低下させないた
めに好ましい。

〔実施例１〕 第１図は本発明の実施例における磁気間隙部の拡大平面
図である。同図において、１１．１２は各々基板であり
、Ｍｎ−Ｚｎフェライトからなり。

磁気記録媒体（図示せず）と対向する上端部を突合せ配
設し、磁気間隙１３を形成するための平行部１４．１５
を備えると共に、平行部１４．１５の両側は斜めに切除
して略台形に形成する。次に１６．１７は磁性薄膜であ
り、純鉄（純度９９゜９９重量％）により構成し、前記
平行部１４゜１５および前記台形を形成する斜辺部に成
膜する。

なお上記磁性薄膜１６．１７は平行部１４．１５のみに
設けてもよく、また左右１対のＣ，Ｉコアを形成する基
板１１．１２の少なくとも一方に設けることができる。

１８は接合ガラスであり。

Ｇ（１，Ｔｗは各々ギャップ長およびトラック幅である
。

第２図（ａ）〜（ｅ）は磁気コアの製造工程の説明図で
ある。まず第２図（ａ）　（ｂ）に示すように多結晶Ｍ
ｎ　−Ｚｎフェライトからなる基板２１．２２の合せ面
２１ａ、２２ａに、横断面形状がＷ形の溝２３゜２４を
設ける。次に第２図（Ｃ１に示すように合せ面２１　ａ
、　　（２２ａ）を点線部まで研磨加工して。

所定のトラック幅Ｔｗを得る。第２図（ｄｌは純鉄によ
り磁性薄膜２５を溝２３（２４）および合せ面２１　ａ
　　（２２ａ）に設けた状態を示す。成膜はＳｉｎｇを
介して積層した多層膜とする他、単層膜としてもよい。

このようにして成膜した１対の基板２１．２２は、第２
図（ｅ）に示すように、所定のギャップ長ＣＩ！を得る
ための絶縁層（図示せず）を前記合せ面２１ａ、２２ａ
間に挟んで突合せ１巻線窓部２６に挿入したガラス捧２
７を加熱流入させて、接合合体する。この後接合ブロッ
クを所定の厚さに切断して第３図に示すような磁気コア
２８に成形する。図中の数字は各部の寸法を龍で表わし
たものである。

上記実施例においては、純鉄による磁性薄膜２５を成膜
する前の基板２１．２２の平行部２９（第２図（ｄ）参
照）の面粗さは、平均２００人とした。また磁性薄膜２
５の形成に際しては、１層当りの純鉄膜を５μｍとし、
０．０５μｍの５ｉｎｔ絶縁層を介して４層積層した。

この純鉄膜のＢｓを測定したところ１９０００Ｇであっ
た。また接合ガラスとしては、後述するスライダ中への
磁気コアの埋設固着時に磁気間隙の寸法が変化しないよ
う、高軟化点を有するガラスが望ましい。このようなガ
ラスとしては１例えば軟化点５９０℃。

線膨張係数９７　Ｘ　１０−７／’Ｃが適しており、こ
のような物性を示すガラス組成は、Ｐｂ０５５．８重量
％、Ｓ　ｉ　０２３７．１重量％、に２０７．１重世％
がある。

次に上記のようにして形成した磁気コア２８を第４図に
示すように、安定化ＺｒＯ２を主相とするセラミック（
線膨張係数９０　ｘ　１０−７／”ｃ）によって構成し
たスライダ３０のスリット３１内に挿入し、磁気コア２
８の上部に０．５φ×５１！に形成した線膨張係数９１
　Ｘ　１０−’／”Ｃ，軟化点４４６℃のガラス棒を載
置して、５４０℃に加熱して埋設固着した。このように
して得られた磁気へノドのトランク幅は１７μｍ、ギャ
ップ長０．８μｍ、ギャップ深さは８μｍであった。

上記のようにして形成した磁気ヘッドの２．５ＭＨｚに
おける再生出力は０．８７ｍＶであり２従来のＸ型構造
のものにおける０、６１ｍＶより高い値を示した。なお
試験条件は保磁カフ　０００ｅのＣｏ−Ｎｉスパッタデ
ィスクを使用し、浮上量０．３μｍ、ディスク回転数３
６０Ｏｒｐｍ、　コイル巻数２８ターン、周波数２．５
ＭＨｚである。

〔実施例２〕 前記実施例１と同様に純鉄膜を５μｍで２層積層した。

この場合前記第２図（ｄｌにおける平行部２９の面粗さ
が異なるように加工した。その他は前記実施例１と同様
である。磁気ヘッドとしての再生出力は第１表に示すよ
うに何れもＸ型構造のものより高い値を示している。

第　　１　　表 しかしながら平行部の平均面粗さが３０人のものにおい
ては、明瞭な形状効果が認められ、再生出力の周波特性
にうねりが発生している。第５図は相対再生出力と周波
数との関係を示す線図であり１曲線Ａ、Ｂは各々平行部
の平均面粗さ６０人。

３０人に対応するものである。図から明らかなように曲
線Ｂは高周波数領域においてうねりを示し。

磁気ヘッドの特性を低下させる原因となり好ましくない
。曲線Ａについてはうねりの発生が認められない。平均
面粗さ２５０人、３８０人のものについても６０人と同
様にうねりは認められなかった。すなわち平行部の面粗
さをある程度粗くしておくことにより、前記第１図にお
ける本来の磁気間隙１３と平行である基板１１．１２と
磁性薄膜１６．１７との接合面がミクロ的に非平行とな
り。

実質的な形状効果の現われるのを防止するものと考えら
れる。しかし一方あまり面粗さが粗くなると、磁性薄膜
の厚さの精廣を低下させるので好ましくない。

〔実施例３〕 本発明におけるように磁気コアの接合と、この磁気コア
のスライダ中への埋設固着と２種類のガラスを使用する
場合には、接合ガラスと固着ガラスの軟化点および線膨
張係数を適切に選定しないと、磁気コアの磁気間隙が埋
設固着時に変化したり、ガラスにクラックを生じたりし
て不都合である。本発明のようにスライダとして線膨張
係数８５〜９５　ｘ　１０−’／℃の安定化ＺｒＯ２お
よび基板として線膨張係数１１０〜１１５Ｘ１０−’／
℃のＭｎ−Ｚｎｎフシイトを使用する場合には。

スライダ中に磁気コアを埋設固着する際の固着ガラスと
しては、線膨張係数８５〜９５　Ｘ　ｌ　Ｏ−’／℃、
軟化点４３０〜４６０℃のガラスを５４０℃程度で加熱
して使用するのが、ガラスにクランクを発生することな
く固着を行なうのに適当であるとされている。しかし上
記ガラスを固着ガラスとして使用する場合に、磁気コア
の接合に使用する接合ガラスに必要な物性が不明確であ
った。第２表は接合ガラスの物性を変化させた場合の状
況を示す表であり、固着ガラスは何れも線膨張係数９２
　ｘ　１０−７／”ｃ、軟化点４４５℃を使用し。

５４０℃で固着した場合の結果である。

以下余白 第２表 第２表から明らかなように、Ｔｈ２．３においては、埋
設固着前後においてギャップ長が変化するため、磁気ヘ
ッドとしての特性を劣化させるため不都合である。また
阻４，５においては、上記ギャップ長の変化は認められ
ないが、接合ガラスにクラックを発生させるため好まし
くない。これらに対し、Ｎｌ１ｌに示すものを使用すれ
ば、スライダへの埋設固着時におけるギャップ長の変化
がなく。

かつ接合ガラスにクランクの生じない良好な磁気ヘッド
を得ることができる。接合ガラスの軟化点が低すぎると
、磁気コアの埋設固着時に接合ガラスの粘性が低下して
ギャップ長が変化するので好ましくない。また接合ガラ
スと固着ガラスとの線膨張係数の差が大きいと、接合ガ
ラスに応力が集中してクラックを生ずるので不都合であ
る。本実施例においては、線膨張係数９７　ｘ　１０−
７７℃。

軟化点５９０℃のものが良好であったが、これらの数値
は通常±５％の変動は許容される。

〔実施例４〕 第６図は磁気ヘッドを構成するスライダ材についてＣ８
Ｓテストを行なった場合のディスクの損傷度を示す図で
ある。媒体には５．２５ｉｎのｃ　ｏ　−Ｎ　ｉ　ｉｆ
ｆ性層のスパッタディスクを使用し。

表面には潤滑層としてカーボンを約３００人スパッタリ
ングで形成しである。Ｃ８Ｓテストのサイクルタイムは
第７図に示す通りである。ディスクの損傷度は、前記第
４図に示すスライダ３０の突条部３０ａ、すなわち空気
ベアリング面全面に亘ってディスク面に傷が発生した場
合を１０として評価しである。第６図においてＡ、Ｂ、
Ｃは夫々スライダの構成材料が安定化Ｚ　ｒ　Ｏｚ　、
　　Ｃａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３およびＡＡｚＯ：＋　　Ｔｉｃ
に対応するものである。

同図から明らかなように９本発明の磁気ヘッドを構成す
る安定化Ｚ　ｒ　Ｏｚ　　（Ａ）はＣＳＳ性に優れ。

高い信頼性を有することがわかる。

ＺｒＯ，を安定化させるためには、Ｙ２Ｏ，。

ＭｇＯ，ＣａＯ等の安定化剤を添加するのであるが、こ
れらの安定化剤を添加しない場合には。

２４００℃以上の高温では立方晶（Ｃ相）であり。

約１２００〜２４００℃では正方晶（を相）となり、そ
れ以下〜常温では単斜晶（ｍ相）となる。

また上記安定化剤の量が極めて少ない場合には。

ＺｒＯ□は常温ではｍ相となるが、安定化剤の量の増加
によりｔ相が常温でも存在するようになり。

更に安定化剤の量の増加により常温でもＣ相が存在する
ことになる。従って本発明のスライダにおいては、Ｚｒ
Ｏ２を常温でＣ相とするに足りる安定化剤を含有させる
ことが好ましく、この含有量としてはＹ２Ｏ３の場合に
は５〜２０モル％であることが望ましい。ただしＭｇＯ
やＣａＯを同時に含有させても差支えない。

なお上記安定化剤が過剰に含まれた場合には。

立方晶ｚｒｏｔの中にＹ４　Ｚ　ｒｚ　Ｏｔｔのような
Ｚｒ０２−Ｙ、０３の化合物が析出して、摺動性の劣化
および強度の低下を招来する。従って２０モル％以上の
ＹｔＯｚを含有させることは望ましくない。一方安定化
剤の量が少ないと、上記のように主相やｍ相が現われ、
常温でｍ相が出現すると体積膨張を伴なう。この結果、
スライダへの膜付け、パターン付けの際の数百℃までの
加熱や。

その後の冷却に起因してｍ相が出現し、スライダの反り
やパターンのずれが発生するおそれがある。

よって安定化剤の下限値は５モル％である。

また安定化ＺｒＯ２としては結晶粒径を１２μｍ以下と
すると加工時のチッピングが少なくて望ましい。このよ
うに結晶粒を微細化させるためには、主相中にＩＶａ、
Ｖａ、ＶＩａ族の元素の炭化物およびアルミナ（酸化ア
ルミニウム）からなる群から選ばれた１種または２種以
上の化合物（炭化物または酸化物）の微粒子を分散させ
ることにより、焼成時におけるｚｒｏＺの結晶粒の成長
を抑制するのが望ましい。第６図に示す安定化ＺｒＯ！
とじては、Ｚｒ０ｚ８３モル％、ＹｚＯｚ７モル％、Ａ
１２０３５モル％、ＴｉＣ５モル％の組成のものを使用
し、線膨張係数は９０Ｘ１０−’／℃、ビッカース硬度
は１４００ｋｇ／ｍｕｚテあった。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
高い再生出力を示し、形状効果による再生出力のうねり
を生ずることなく、ＣＳＳ性に優れ、かつ高い信頼性を
有するという効果がある。

従って浮上型磁気ヘッドとして工業上の利用価値が極め
て大きい。特にＣｏ−Ｎｉスパッタディスク等の薄膜を
媒体とする高密度記録用磁気ディスク装置に使用した場
合には、高出力、高信輔性の磁気ヘッドとして有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における磁気間隙部の拡大平面
図、第２図（ａｌ〜（ｅ）は同磁気コアの製造工程の説
明図、第３図は同磁気コアを示す拡大斜視図、第４図は
本発明の実施例を示すスライダの斜視図、第５図は相対
再生出力と周波数との関係を示す線図、第６図はディス
ク損傷度と相対ＣＳＳ回数との関係を示す図、第７図は
Ｃ８Ｓサイクルタイムを表わす図、第８図は従来の磁気
ヘッドにおける磁気間隙部の拡大平面図である。 １１．１２：基板、　　１３：磁気間隙。 １４．１５：平行部、１６．１７：磁性薄膜。 １８：接合ガラス、　　２８：磁気コア。 ３０ニスライダ。 特許出願人　　日立金属株式会社 代　理　人　　弁理士　森１）寛 ＄　３　区 第　５　口 第　６［２１ 相対ｃｓｓ　Ｕ３数 第　　７　　閉

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気記録媒体との対向面に磁気間隙が出現するよ
   うに基板の上端部を突合せ配設し、前記磁気間隙が磁気
   記録再生トラックとなるように前記基板上端縁部を斜め
   に切除して前記基板上端面部を台形に形成し、前記磁気
   間隙に臨む基板の上端部の少なくとも一方に磁性薄膜を
   成膜し、前記両基板を接合ガラスを介して接合して構成
   した磁気ヘッドを、スライダ中に設けたスリット中に固
   着ガラスを介して埋設固着してなる磁気ディスク装置用
   浮上型磁気ヘッドにおいて、（ｉ）前記磁気間隙に臨む
   基板端面の平均面粗さを４０Å以上でありかつ前記磁性
   薄膜の 膜厚の１０％以下に形成し、 （ｉｉ）磁性薄膜を純鉄またはＮｉ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｒｕ
   、Ａｌ、Ｃｒから選ばれた１種若しく は２種以上の元素を１０原子％以下含有す る鉄合金で構成し、 （ｉｉｉ）基板をＭｎ−Ｚｎフェライトで構成し、（ｉ
   ｖ）スライダを線膨張係数８５〜９５×１０＾−＾７／
   ℃の安定化ＺｒＯ＿２で構成し、 （ｖ）接合ガラスを線膨張係数９２〜１０２×１０＾−
   ＾７／℃、軟化点５６０〜６２０℃のガラスで構成し、 （ｖｉ）固着ガラスを線膨張係数８５〜９５×１０＾−
   ＾７／℃、軟化点４３０〜４６０℃のガラスで構成した ことを特徴とする磁気ディスク装置用浮上型磁気ヘッド
   。
2. （２）磁気記録媒体がＣｏ−Ｎｉ系スパッタディスクで
   ある固定磁気ディスク装置に使用する特許請求の範囲第
   １項記載の磁気ディスク装置用浮上型磁気ヘッド。