JPWO2009001945A1 - 磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドおよび記録媒体駆動装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、Ａｌ２Ｏ３が６０質量％以上７０質量％以下、ＴｉＣが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなる磁気ヘッド用基板に関する。磁気ヘッド用基板７，７′は、焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が、前記直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である。本発明はさらに、前記磁気ヘッド用基板から得られる磁気ヘッド、および前記磁気ヘッドを備えた記録媒体駆動装置に関する。
Description
本発明は、ハードディスクドライブやテープドライブ等の記録媒体駆動装置、これに使用される磁気ヘッド、および磁気ヘッドの基材であるスライダを形成するための磁気ヘッド用基板に関する。
近年、記録媒体へ記録する磁気記録の高密度化は急速に進んでいる。一般に、記録再生用の磁気ヘッドとして、記録媒体上を浮上走行するスライダに電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドが使用されている。
磁気ヘッドに用いるスライダは、機械加工性および耐摩耗性に優れていることに加え、記録媒体等に対面して空気により浮力を受ける浮上面の表面平滑性に優れることが要求されている。磁気ヘッドは、一例として以下のような手順で作製することができる。
まず、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ系セラミックスからなるセラミック基板上に非晶質状のアルミナからなる絶縁膜をスパッタリング法により成膜して、この絶縁膜上に複数の電磁変換素子を形成する。電磁変換素子は、磁気抵抗効果を用いたものであり、たとえばＭＲ（Magnetro Resistive）素子、ＧＭＲ（Giant Magnetro Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunnel Magnetro Resistive）素子、またはＡＭＲ（Anisotropic Magnetro Resistive）素子である。例示した電磁変換素子は、１種または複数種が所望の間隔で絶縁膜上に形成されることにより、スライダに搭載される。
次いで、電磁変換素子が搭載されたセラミック基板をスライシングマシーンやダイシングソーを用いて短冊状に切断する。このとき、短冊状のセラミック基板の厚み方向に平行に切断し、切断面を研磨して鏡面とした後に、イオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法によって鏡面の一部を除去する。この後、短冊状に切断されたセラミック基板をチップ状に分割することにより、スライダに電磁変換素子を搭載した磁気ヘッドが得られる。この磁気ヘッドでは、鏡面において除去された部分が流路面となり、鏡面において除去されずに残った部分は浮上面となる。流路面は、空気を通すものであり、記録媒体との間に形成される狭い空間に空気が流入・流出して発生する浮力によって磁気ヘッドが記録媒体と接触しないようになされている。
このような磁気ヘッドが搭載されたハードディスクドライブ等の記録媒体駆動装置は、益々その記録容量を増加させることが望まれ、記録密度をさらに高くすることが求められるようになってきている。この要求に応じようとすれば、磁気ヘッドの記録媒体である磁気ディスクからの浮上高さ（浮上量）は１０ｎｍ以下と極めて小さくしなければならなくなる。しかしながら、この１０ｎｍ以下の浮上高さ（浮上量）では、上述のようにして作製された磁気ヘッドは記録媒体に接触しやすく、この接触による衝撃によって磁気ヘッドを構成するスライダの組成物の結晶粒子が脱粒して、磁気ヘッドの特性が劣化するという問題が顕在化している。
そのために、磁気ヘッドを構成するスライダの基材である磁気ヘッド用基板に対しては、その組成物の結晶粒子が容易に脱粒しない材料が求められており、結晶粒子間の結合力の向上、即ち焼結性の向上が要求されている。
このような要求に応じるために、組成物の結晶粒子の微粒化が検討されている。たとえば、アルミナおよび炭化チタンからなる焼結体である磁気ヘッドスライダ用材料では、切断面におけるアルミナ結晶粒および炭化チタン結晶粒の占める面積のうち、結晶粒径が２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であるアルミナ結晶粒および炭化チタン結晶粒の占める面積比率が８０％以上とされる（たとえば特許文献１参照）。特許文献１の実施例では、アルミナ結晶粒および炭化チタン結晶粒の各平均結晶粒径は、それぞれ０．２５〜０．３１μｍおよび０．２５〜０．３２μｍの範囲が好ましいことが記載されている。
しかしながら、炭化チタン結晶粒およびアルミナ結晶粒を含む磁気ヘッドスライダ用材料では、炭化チタン結晶粒の個数比率が低いと、ＴｉＣ結晶粒子によってＡｌ２Ｏ３結晶粒子の粒成長を抑制することが困難となる場合がある。そのため、焼結時にアルミナ結晶粒の異常な粒成長が発生すると、磁気ヘッド用基板を短冊状に切断し、あるいはイオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法により流路面を形成したりする加工を施したときに、結晶粒子の脱粒を十分に防ぐことができなくなる。アルミナ結晶粒が異常な粒成長して脱粒すると、発生するチッピングのサイズも大きくなるという問題もある。
本発明は、磁気ヘッド用基板の加工時（切断、トリミングやエッチング）における脱粒、磁気ヘッドにおけるスライダからの脱粒を抑制することを課題としている。
本発明は、アルミナが６０質量％以上７０質量％以下、炭化チタンが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなる磁気ヘッド用基板に関する。
本発明はさらに、磁気ヘッド用基板をチップ状に分割して形成された焼結体からなるスライダに電磁変換素子を形成した磁気ヘッドに関する。
本発明はさらに、磁気ヘッド用基板をチップ状に分割して形成された焼結体からなるスライダに電磁変換素子を形成した磁気ヘッドと、該磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行なう磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動させるモータと、を備えている記録媒体駆動装置に関する。
前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数の比率は、前記直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数および前記アルミナの結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である。
本発明の磁気ヘッド用基板および磁気ヘッドのスライダは、Ａｌ２Ｏ３が６０質量％以上７０質量％以下、ＴｉＣが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなる。前記磁気ヘッド用基板および前記スライダはさらに、前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が、前記直線上に存在する前記ＴｉＣ結晶粒子の個数および前記Ａｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である。そのため、ＴｉＣ結晶粒子は、Ａｌ２Ｏ３結晶粒子より硬度が高く適度に分散するためにＡｌ２Ｏ３結晶粒子の異常な粒成長を抑制するとともに、Ａｌ２Ｏ３結晶粒子に対してアンカー効果をもたらすものとして作用する。その結果、本発明の磁気ヘッド用基板では、スライシングマシーンやダイシングソーを用いて短冊状に切断し、あるいはイオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法により流路面を形成するときに、結晶粒子が脱粒することを抑制することができる。一方、本発明の磁気ヘッドにおいては、浮上しているときにスライダから組成物の結晶粒子が脱粒することを抑制することができるため、脱粒した結晶粒子に起因した記録媒体の損傷を抑制することができる。本発明の磁気ヘッドではさらに、スライダにおけるマイクロクラックの発生を抑制することができ、スライダからの脱粒も有効に防止できる。そのため、本発明は、フェムトスライダやアトスライダ等の小型化されたスライダにも好適に用いることができる。
１ ハードディスクドライブ（記録媒体駆動装置）
２ 磁気ヘッド
２０ （磁気ヘッドの）電磁変換素子
２１ （磁気ヘッドの）スライダ
２３ （スライダの）流路面
３Ａ，３Ｂ 磁気ディスク（記録媒体）
４０ モータ
７，７′ 磁気ヘッド用基板
２ 磁気ヘッド
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３Ａ，３Ｂ 磁気ディスク（記録媒体）
４０ モータ
７，７′ 磁気ヘッド用基板
以下においては、本発明について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
図１ないし図３に示したハードディスクドライブ１は、記録媒体駆動装置の一例に相当するものであり、ケース１０の内部に、磁気ヘッド２、磁気ディスク３Ａ，３Ｂ、および回転駆動機構４を収容したものである。
磁気ヘッド２は、任意のトラックにアクセスし、情報の記録および再生を行なうためのものである。磁気ヘッド２は、アクチュエータ５に対して、サスペンションアーム５０を介して支持されており、磁気ディスク３Ａ，３Ｂ上を非接触状態で移動するようになっている。より具体的には、磁気ヘッド２は、アクチュエータ５を中心として、磁気ディスク３Ａ，３Ｂの半径方向に回転可能であるとともに、上下方向に往復移動可能とされている。磁気ヘッド２は、電磁変換素子２０およびスライダ２１を備えている。
図４および図５に示したように、電磁変換素子２０は、磁気抵抗効果を発揮するものであり、たとえばＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、あるいはＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｒｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子として構成されている。電磁変換素子２０は、スライダ２１の端面に設けられた絶縁膜２４の表面に形成されている。
スライダ２１は、磁気ヘッド２の基材となるものであり、浮上面２２および流路面２３を備えている。浮上面２２は、磁気ディスク３Ａ，３Ｂに対向する面であり、鏡面として形成されている。磁気ヘッド２を駆動させたときの浮上面２２の浮上量は、たとえば１０ｎｍ以下とされる。流路面２３は、磁気ヘッド２を浮上させるための空気を通す流路として機能する。流路面２３は、イオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法によって浮上面２２からの深さが、たとえば１．５〜２．５μｍに形成されており、表面における算術平均高さ（Ｒａ）は、たとえば１５ｎｍ以下（０ｎｍを除く）とされている。
磁気ヘッド２は、スライダ２１に形成された流路面２３の表面性状により、浮上特性が影響される。表面性状の指標の１つである算術平均高さ（Ｒａ）を基準に考えると、流路面２３の算術平均高さ（Ｒａ）が小さいと、流路面２３で空気の乱流が発生しにくく浮上特性が安定する。そのため、流路面２３における算術平均高さ（Ｒａ）を１５ｎｍ以下と微小なものにすることで、流路面２３での乱流の発生を抑制し、磁気ヘッド２の浮上特性を安定させることができる。
ここで、磁気ヘッド２の浮上特性とは、磁気ヘッド２のローリングおよびピッチングを指す。ローリングとは、図４に矢印θ１に示す方向の浮上特性である。ピッチングとは、図４に矢印θ２に示す方向の浮上特性である。
流路面２３の算術平均高さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して測定することができる。ただし、スライダ２１（流路面２３）の寸法が小さい場合には、測定長は１０μｍとしてもよい。
図１ないし図３に示した磁気ディスク３Ａ，３Ｂは、記録媒体の一例に相当するものであり、磁気記録層（図示略）を備えている。これらの磁気ディスク３Ａ，３Ｂは、貫通孔３０Ａ，３０Ｂを有する円板状に形成されている。
回転駆動機構４は、磁気ディスク３Ａ，３Ｂを回転させるためのものであり、モータ４０および回転軸４１を備えている。モータ４０は、回転軸４１に対して回転力を付与するためのものであり、ケース１０の底壁１１に固定されている。回転軸４１は、モータ４０により回転させられるものであるとともに、磁気ディスク３Ａ，３Ｂを支持するためのものである。この回転軸４１に対しては、ハブ４２が固定されている。ハブ４２は、回転軸４１とともに回転するものであり、挿入部４３およびフランジ部４４を有するものである。磁気ディスク３Ａ，３Ｂは、磁気ディスク３Ａ，３Ｂの貫通孔３０Ａ，３０Ｂが挿入部４３に挿入された状態で、スペーサ４５，４６，４７を介して、フランジ部４４に積層されている。磁気ディスク３Ａ，３Ｂはさらに、クランプ４９をネジ４８によりスペーサ４７に固定することにより、ハブ４２ひいては回転軸４１に固定されている。このような回転駆動機構４では、モータ４０により回転軸４１を回転させることにより、ハブ４２ひいては磁気ディスク３Ａ，３Ｂが回転させられる。
次に、磁気ヘッド２の製造方法について、図６ないし図１０を参照しつつ説明する。
まず、図６Ａまたは図６Ｂに示した磁気ヘッド用基板７，７′を準備する。図６Ａに示した磁気ヘッド用基板７は、図６Ｂに示した円板状の磁気ヘッド用基板７′にオリエンテーションフラット７０を形成したものである。オリエンテーションフラット７０は、スライダ２１に電磁変換素子２０を搭載するとき、あるいは磁気ヘッド用基板７を短冊状に切断するときの位置決めに用いられるものである。このオリエンテーションフラット７０は、図６Ｂに示した磁気ヘッド用基板７′の一部をダイシングソーで切除することで形成することができる。もちろん、図６Ｂに示した磁気ヘッド用基板７′を用いて磁気ヘッド２を形成することもできる。
磁気ヘッド用基板７，７′は、たとえば直径Ｄが１０２〜１５３ｍｍ、厚みＴが１．２〜２ｍｍの焼結体である。この磁気ヘッド用基板７，７′は、主成分としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の結晶粒子、副成分として炭化チタン（ＴｉＣ）の結晶粒子を含有する複合焼結体である。
Ａｌ２Ｏ３は、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の機械的特性、耐摩耗性および耐熱性を確保するためのものである。焼結体の機械加工性は、たとえばラップ加工における単位時間当たりの研磨量を測定することにより評価することができる。焼結体におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は、６０質量％以上７０質量％以下とされている。
ＴｉＣは、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の導電性および破壊靱性を調整するものである。焼結体の導電性は、たとえば体積固有抵抗として評価することができる。体積固有抵抗は、ＪＩＳ Ｃ ２１４１−１９９２に準拠して測定することができる。焼結体の導電性は、体積固有抵抗として、２×１０―１Ω・ｍ以下であることが好ましく、特に２×１０―３Ω・ｍ以下であることが好適である。焼結体におけるＴｉＣの含有量は３０質量％以上４０質量％以下とされている。焼結体におけるＴｉＣの含有量が３０質量％以上であると、高い導電性を確保することができる。そのため、磁気ヘッド用基板７，７′を用いて形成した磁気ヘッド２において、電磁変換素子２０に電荷が帯電したときに、速やかに電荷を除去することができる。一方、焼結体におけるＴｉＣの含有量が４０質量％以下であると、後に説明する焼結工程において、微少な気孔（たとえば直径が１００ｎｍ〜５００ｎｍの気孔）が焼結体の内部に発生することを抑制することができる。そのため、焼結工程後の加工、たとえば切断，イオンミリング加工法，反応性イオンエッチング法を行なうときに結晶粒子が脱粒するのを抑制することができる。
焼結体におけるＡｌ２Ｏ３およびＴｉＣの比率は、蛍光Ｘ線分析法またはＩＣＰ（Inductivity
Coupled Plasma）発光分析法によりＡｌ元素およびＴｉ元素の比率により求めることができる。Ａｌ２Ｏ３についてはＡｌ元素の比率を酸化物に換算し、ＴｉＣについてはＴｉ元素の比率を炭化物に換算することにより求めることができる。
Coupled Plasma）発光分析法によりＡｌ元素およびＴｉ元素の比率により求めることができる。Ａｌ２Ｏ３についてはＡｌ元素の比率を酸化物に換算し、ＴｉＣについてはＴｉ元素の比率を炭化物に換算することにより求めることができる。
焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）におけるＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径は、０．２５μｍ未満（但し、０μｍを除く。）であるのが好ましい。焼結体におけるＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径を０．２５μｍ未満とすれば、Ａｌ２Ｏ３結晶粒子の異常な粒成長を抑制し、焼結体における結晶粒子の脱粒を抑制することができる。一方、焼結体におけるＡｌ２Ｏ３結晶粒子の平均結晶粒径（ＤＡ）は、焼結体における脱粒を抑制する観点から、ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径（ＤＴ）に対して１倍以上２倍以下であるのが好ましい。
焼結体における脱粒を抑制する観点からはさらに、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）における結晶粒子は、平均結晶粒径が０．２５μｍ以下（但し、０μｍを除く。）、最大結晶粒径が１μｍ以下（但し、０μｍを除く。）であるのが好ましい。
焼結体におけるＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の平均結晶粒径、および結晶粒子の最大結晶粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影した画像を、画像解析ソフト（たとえば「Image-Pro Plus」；日本ビジュアルサイエンス（株）製）を用いて解析することで求めることができる。
焼結体は、切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が、前記直線上に存在する前記ＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下とされている。任意の直線上におけるＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が５５％以上であれば、ＴｉＣ結晶粒子によってＡｌ２Ｏ３結晶粒子の異常な粒成長を抑制できるとともに、焼結体においてＡｌ２Ｏ３結晶粒子より硬度が高いＴｉＣ結晶粒子が分散することにより、ＴｉＣ結晶粒子がＡｌ２Ｏ３結晶粒子に対して適切にアンカー効果をもたらすものとして作用する。そのため、スライシングマシーンやダイシングソーを用いて磁気ヘッド用基板７，７′を短冊状に切断し、あるいはイオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法により流路面７５（２３）を形成したとしても、結晶粒子の脱粒を抑制することができる。また、断面における任意の直線上でのＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が５５％以上であれば、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）において高い導電性を維持することもできるため、磁気ヘッド２に電荷が帯電したときに速やかに電荷を除去することができる。一方、断面における任意の直線上でのＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が７５％以下であれば、焼結工程においてＡｌ２Ｏ３の焼結が阻害されにくいため、焼結体を緻密化することができる。
ここで、ＴｉＣ結晶粒子の個数の比率を求めるのに焼結体の切断面における任意の直線の長さを１０μｍ以上としたのは、焼結体における結晶粒子の平均結晶粒径が、たとえば０．２５μｍ以下とされるため、このような範囲の平均粒子径においては、直線の長さが１０μｍ以上であれば、ＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数を精度よく求めることができると考えられるからである。なお、測定の精度を十分に確保しつつ必要以上に手間をかけ過ぎないようにするには、その任意の直線の長さの上限は１００μｍ以下とすることが好適である。
また、任意の１０μｍ以上の長さの直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率については、以下のような手順で求めることができる。
まず、磁気ヘッド用基板７，７′の任意の面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後、この面を燐酸により数十秒程度エッチング処理する。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面から任意の場所を選び、倍率を１０，０００〜１３，０００倍程度で撮影して画像（以下、この画像をＳＥＭ画像と称す）を得る。得られたＳＥＭ画像を、たとえば「Ｊｔｒｉｍ」というフリーソフトを用いて画像処理する。具体的には、ＳＥＭ画像をグレースケールに変換し、その後、フィルターによって細かいノイズを除去して、ＳＥＭ画像よりもコントラストを強調した画像を求める。
次に、コントラストが強調された画像に輝度（明暗）を強調する処理を行なった後に、２値化処理する。この処理によって得られた画像においては、結晶粒子が占める面積を画素数として表示される。なお、２値化処理とは画像の濃度を白か黒の２つの値に変換する処理をいい、たとえばＡｌ２Ｏ３結晶粒子は黒色、ＴｉＣ結晶粒子は白色として処理される。
そして、たとえば「画像から面積」（製作者：赤尾鉄平）というフリーソフトを用いて、表示された画素数からＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子のそれぞれの占有する面積に変換する。これらの結晶粒子の占有する面積の合計を１００μｍ２とし、ＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の面積をそれぞれ算出する。次に、算出したそれぞれの結晶粒子の面積が占める部分を正方形とみなして、その正方形の一辺の長さを求め、それぞれの平均結晶粒径で除すことでＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数を求めることができる。そして、得られたそれぞれの結晶粒子の個数をこれらの個数の合計でそれぞれ除することによって、各正方形の一辺に存在するＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子それぞれの個数を求めることができる。その結果、任意の１０μｍの直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率を算出することができる。なお、任意の１０μｍ以上１００μｍ以下の直線上にあるＴｉＣ結晶粒子の比率を求める場合には、このＴｉＣ結晶粒子の個数の比率は基本的にはどの場所でも変わらないので、前述の結晶粒子の占有する面積の合計を１００μｍ２〜１００００μｍ２の範囲に設定すればよい。
焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）はまた、抗折強度については８００ＭＰａ以上、熱伝導率について１９Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であるのが好ましい。
焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の抗折強度を８００ＭＰａ以上とすれば、磁気ヘッド用基板７，７′をチップ状に分割してもマイクロクラックの発生を抑制することができ、マイクロクラックの発生に伴う結晶粒子の脱粒を抑制することができる。そのため、磁気ヘッド用基板７，７′を用いれば、良好なＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）特性を有する磁気ヘッド２を得ることができる。このようなマイクロクラックの発生に伴う結晶粒子の脱粒の抑制効果は、小型化されたスライダ（たとえばフェムトスライダあるいはアトスライダ）についても有用に発揮することができる。
一方、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の熱伝導率を１９Ｗ／（ｍ・ｋ）以上とすれば、電磁変換素子２０から発生した熱を速やかにスライダ２１に逃がすことができる。そのため、このような熱伝導性に優れる磁気ヘッド用基板７，７′を用いて磁気ヘッド２を形成すれば、記録媒体に保存された記録が熱破壊されることを抑制することができる。
ここで、抗折強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１−１９９５に準拠して３点曲げ強度で評価することができる。但し、このＪＩＳ規格で規定されている試験片を磁気ヘッド用基板７，７′から切り出せない場合には、磁気ヘッド用基板７，７′の厚みＴを試験片の厚みとしてもよい。一方、熱伝導率は、ＪＩＳ Ｒ １６１１−１９９７に準拠して測定することができる。
焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）は、平均気孔径については２００ｎｍ未満であるのが好ましく、焼結体における気孔の面積占有率については０．０３％未満であるのが好ましい。
焼結体における気孔の平均気孔径が２００ｎｍ未満であると、磁気ヘッド用基板７，７′の切断、イオンミリング加工法、反応性イオンエッチング法等の加工において、気孔の周囲に存在する粒子間結合が弱い粒子にクラックが伝播しにくくなる。また、焼結体における気孔の面積占有率が０．０３％未満であれば、気孔の存在確率が極めて小さいことから、前述の磁気ヘッド用基板７，７′の加工時に気孔が起点となって発生するルーズクラックを抑制することができる。そのため、焼結体における気孔の平均気孔径を２００ｎｍ未満とし、あるいは焼結体における気孔の面積占有率を０．０３％未満とすれば、結晶粒子の脱粒を低減することができる。
また、気孔は、Ａｌ２Ｏ３結晶粒子またはＴｉＣ結晶粒子の三重点や二面界粒界部にではなく、結晶粒子内部に存在することがより好適であり、気孔が粒子界面または粒子内部に凝集せずに散在することがより好適である。気孔が結晶粒子内部に存在することで、結晶粒子の脱粒の危険性をさらに低減することができる。気孔が凝集せずに散在することで、気孔が起点となって発生するクラックの影響が低減され、脱粒の危険性をさらに低減できることができる。
このような磁気ヘッド用基板７，７′は、たとえば材料粉末を混合・粉砕、造粒して得られる顆粒を用いた加圧焼結により作製される。
材料粉末としては、アルミナ粉末６０質量％以上７０質量％以下、焼結助剤としてのＴｉＯ２粉末０．２質量％以上１０質量％以下を含有し、残部がＴｉＣ粉末であるもの用いられる。このような材料粉末以外には、焼結を促進させて焼結体をより緻密にするために、Ｙｂ２Ｏ３粉末、Ｙ２Ｏ３粉末、およびＭｇＯ粉末の少なくとも１種を０．１質量％以上０．６質量％以下加えたものを使用してもよい。材料粉末の混合は、たとえばボールミル、振動ミル、コロイドミル、アトライター、あるいは高速ミキサーを用いて行なわれる。材料粉末の粉砕には、たとえば直径が２．８ｍｍ以下の粉砕用ビーズを用いるのが好ましい。これにより、材料粉末の平均粒径が０．５μｍ以下（但し、０μｍを除く。）とされ、焼結体の平均結晶粒径を０．２５μｍ未満にすることができる。
粉砕後の材料粉末の平均粒径は、液相沈降法、遠心沈降光透過法、レーザー回折散乱法あるいはレーザードップラー法等により測定することができる。
顆粒の造粒は、粉砕した材料粉末に、結合剤、分散剤等の成形助剤を添加して均一に混合した後に、公知の造粒機を用いて行なうことができる。造粒機としては、たとえば転動造粒機、噴霧乾燥機、あるいは圧縮造粒機を用いることができる。顆粒は、たとえば平均粒径が１００μｍ以下に形成される。顆粒の平均粒径を１００μｍ以下するのは、粉砕された原料が凝集したり、原料を構成する組成が分離したりするのを防止するためである。
加圧焼結は、たとえば顆粒を所望の形状に成形した成形体を加圧焼結装置内に配置して行なわれる。図７に示したように、加圧焼結装置８においては、成形体８０は、たとえば両主面よりカーボン質の離型材８１を介して黒鉛製スペーサ８２で挟まれた段積み状態で配置される。加圧焼結装置８において、成形体８０の周囲には炭素質材料を含む遮蔽材８３が配置されている。
加圧焼結装置８において、カーボン質の離型材８１を介することによってＴｉＯ２が焼成工程で還元されて発生する二酸化炭素（ＣＯ２）が焼結体から容易に排出されるため、磁気ヘッド用基板７，７′の密度のばらつきを制御することができる。
炭素質材料を含む遮蔽材８３を成形体８０の周囲に配置して加圧焼結すれば、ＴｉＣ粒子からＴｉＯ２粒子への変質を防ぎ、機械的特性の優れた磁気ヘッド用基板７，７′とすることができる。
加圧焼結装置８に成形体８０を配置した後は、アルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素あるいは真空等の雰囲気中で、温度を１４００〜１７００℃、加圧力を３０ＭＰａ以上で加圧焼結することによって図６Ｂに示す円板状の磁気ヘッド用基板７′を得ることができる。また、図６Ｂに示す円板状の磁気ヘッド用基板７′の一部をダイシングソーで切除することによって、図６Ａに示した磁気ヘッド用基板７を形成することができる。
ここで、加圧焼結温度を１４００〜１７００℃の範囲の温度とすれば、焼結が不十分となることもなく、ＴｉＣ結晶粒子を適切に分散させつつＴｉＣ結晶粉末が必要以上に成長することない。そのため、焼結体における結晶組織が均一化し、ＴｉＣが本来備えている機能を十分に発揮させることができる。また、焼結時の加圧力を３０ＭＰａ以上とすれば、焼結体の緻密化を促進し、磁気ヘッド用基板７，７′として求められる強度を得ることができる。
このようにして得られた焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）は、主成分および副成分がそれぞれＡｌ２Ｏ３およびＴｉＣである複合焼結体となる。このような複合焼結体においては、切断面での任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が、直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下とされている。
ここで、焼結助剤としてＴｉＯ２を用いれば、このＴｉＯ２は、焼成工程で焼成雰囲気中に含まれる微量の一酸化炭素（ＣＯ）により、反応式（１）に示すようにＴｉＯに還元される。還元されたＴｉＯは、反応式（２）に示すように、ＴｉＣに固溶して、新たにＴｉＣｘＯｙ（ｘ＋ｙ＜１、かつｘ≫ｙ）を生成する。なお、ｘ＝０．８５〜０．９、ｙ＝０．１〜０．１５である。
生成したＴｉＣｘＯｙは、ＴｉＯの固溶量ｙに応じて密度が異なり、固溶量ｙを０．１５にすると、焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の密度が最も大きくなる。
焼結助剤として添加したＴｉＯ２は、そのほとんどがＴｉＣｘＯｙに変化する。ｘ＝０．８５〜０．９、ｙ＝０．１〜０．１５の範囲では、ＴｉＣへのＴｉＯの固溶により内部に発生する直径が１００〜５００ｎｍである気孔の発生を低減することができ、気孔の凝集をも抑制することができる。その結果、焼結体における気孔の平均気孔径を２００ｎｍ未満とし、焼結体における気孔の面積占有率が０．０３％未満とすることができる。
加圧焼結後には、必要に応じて熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行なってもよい。熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行なうことで焼結体（磁気ヘッド用基板７，７′）の抗折強度を容易に８００ＭＰａ以上にすることができる。
図８に示したように、焼結の終了後は、電磁変換素子７２を形成する。電磁変換素子７２は、磁気ヘッド用基板７（７′）上に非晶質状のアルミナからなる絶縁膜７１をスパッタリング法により成膜した後、絶縁膜７１上に形成される。電磁変換素子７２は、磁気抵抗効果を用いたＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子、あるいはＡＭＲ素子として形成される。
次に、図９Ａに示したように、電磁変換素子７２が搭載された磁気ヘッド用基板７（７′）を切断して短冊片７３を得る。磁気ヘッド用基板７（７′）の切断は、スライシングマシーンやダイシングソーを用いて行なうことができる。
次に、図９Ｂに示したように、短冊片７３は、スライダ２１において浮上面２２（図５参照）となるべき面を研磨して鏡面とする。この研磨は、たとえば公知のラップ装置を用いて行なうことができる。
次に、図１０Ａに示したように、短冊片７３の研磨面７４に凹部（流路面）７５を形成する。凹部７５は、磁気ヘッド２を浮上させるための空気を通す流路面２３（図５参照）として機能するものである。研磨面７４における除去されない鏡面のままの部分は、磁気ヘッド２において磁気記録媒体に対向させられる浮上面２２（図５参照）となるものである。
凹部７５は、たとえばイオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法により、目的とする形状、深さおよび表面粗さに形成される。凹部７５の深さは、研磨面７４（浮上面２２）（図５参照）に対して、たとえば１．５μｍ以上２．５μｍ以下とされる。凹部７５の表面における算術平均粗さＲａは、たとえば１５ｎｍ以下（０ｎｍを除く）とされる。このような表面粗さに凹部７５を形成すれば、磁気ヘッド２における流路面２３（図５参照）の平滑性が向上し、空気の流れを適切に制御できるため、磁気ヘッド２の浮上特性を安定化させることができる。
なお、凹部７５の算術平均高さ（Ｒａ）を１５ｎｍ以下にするには、イオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法で適宜加工条件を選択すればよい。たとえば、イオンミリング加工法により凹部７５を形成する場合には、Ａｒイオンを用いて、加速電圧を６００Ｖ、ミリングレートを１８ｎｍ／分として７５〜１２５分間加工すればよい。一方、反応性イオンエッチング法により凹部７５を形成する場合には、たとえばＡｒガスおよびＣＦ４ガスを用いて、それぞれの流量を３．４×１０−２Ｐａ・ｍ３／ｓおよび１．７×１０−２Ｐａ・ｍ３／ｓとして混合したガス雰囲気中で、このガスの圧力を０．４Ｐａにして加工すればよい。
最後に、図１０Ｂに示したように、凹部７５を形成した短冊片７３を切断することにより、図５に示したようなチップ状の磁気ヘッド２を得ることができる。
上述した製造方法で得られた磁気ヘッド用基板７，７′および磁気ヘッド２のスライダ２１は、焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が、直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下とされる。そのため、磁気ヘッド用基板７，７′をスライシングマシーンやダイシングソーを用いて短冊状に切断し、あるいはイオンミリング加工法や反応性イオンエッチング法により凹部７５（流路面２３）を形成しても、結晶粒子がほとんど脱粒しなくなる。
磁気ヘッド用基板７，７′により得られる磁気ヘッド２は、記録媒体上を浮上走行しているときに流路面２３からの脱粒が抑制されるため、脱粒した結晶粒子によって記録媒体に傷が発生して特性が劣化することを抑制することができる。
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
本実施例では、１４種類の磁気ヘッド用基板（試料Ｎｏ．１〜１４）について、Ａｌ２Ｏ３およびＴｉＣの質量比率、導電性、密度、ＴｉＣ結晶粒子の個数比率、および機械加工性を検討した。
本実施例では、１４種類の磁気ヘッド用基板（試料Ｎｏ．１〜１４）について、Ａｌ２Ｏ３およびＴｉＣの質量比率、導電性、密度、ＴｉＣ結晶粒子の個数比率、および機械加工性を検討した。
磁気ヘッド用基板は、所定のスラリーを調製して成形体を形成した後に、加圧焼結により作製した。
スラリーは、Ａｌ２Ｏ３粉末、ＴｉＣ粉末、ＴｉＯ２粉末、Ｙｂ２Ｏ３粉末、成形用バインダーおよび分散剤を所定量ビーズミルに投入し、粉砕用ビーズの平均粒径が表１に示す値のものを用いて作製した。スラリー中の原料の粉砕粒径は、ＪＩＳ Ｚ ８８２３−２：２００４で規定する光透過式遠心沈降法を用いて平均粒径を測定した。原料の粉砕粒径の測定結果は、表１に示した。
成形体は、スラリーを噴霧乾燥法により顆粒とした後に乾式加圧成形することで形成した。
加圧焼結は、得られた成形体を図７に示すように作製すべき試料毎に１４段に配置し、真空雰囲気中で温度を１６００℃、加圧力を４０ＭＰａ、昇温レートを１０℃／ｍｉｎ、保持時間を６０ｍｉｎとして加圧焼結した。次いで、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を行ない、直径が１５２．４ｍｍ、厚みが３ｍｍの試料Ｎｏ．１〜１４の磁気ヘッド用基板を作製した。
磁気ヘッド用基板における質量比率の測定は、蛍光Ｘ線分析装置（「ＲｉｇａｋｕＺＳＸ１００ｅ」；理学電機工業（株）製）を用いて行なった。より具体的には、まず、先の蛍光Ｘ線分析装置を用いて、磁気ヘッド用基板を構成する元素１００質量％（但し、炭素（Ｃ）および酸素（Ｏ）を除く。）に対するＡｌおよびＴｉの各比率を測定した。次いで、Ａｌについては酸化物に、Ｔｉについては炭化物に換算し、各試料におけるＡｌ２Ｏ３およびＴｉＣの質量比率を算出した。質量比率の測定結果については表１に示した。
なお、Ｙｂ２Ｏ３については、いずれの試料においても１質量％未満の微量であったため、表１には記載していない。
磁気ヘッド用基板の導電性は、ＪＩＳ Ｃ ２１４１−１９９２に準拠して体積固有抵抗として評価した。体積固有抵抗の測定結果については、表１に示した。磁気ヘッド用基板の体積固有抵抗が４×１０−１Ω・ｍ以下を合格、４×１０−１Ω・ｍを超えると不合格とした。磁気ヘッド用基板の体積固有抵抗が４×１０−１Ω・ｍを超える場合を不合格としたのは、このような磁気ヘッド用基板から形成した磁気ヘッドでは電磁変換素子に帯電した電荷を速やかに除去することができないためである。
磁気ヘッド用基板の密度は、ＪＩＳ Ｒ １６３４−１９９６に準拠して測定した。密度の測定結果については表１に示した。密度が４．２６ｇ／ｃｍ３以上を合格、４．２６ｇ／ｃｍ３未満を不合格とした。磁気ヘッド用基板の密度が４．２６ｇ／ｃｍ３未満である場合を不合格としたのは、このような磁気ヘッド用基板より磁気ヘッドを形成した場合に凹部（流路面）に気孔が発生しやすくなって、記録媒体上を浮上走行しているときに、気孔の周辺からＡｌ２Ｏ３結晶粒子の脱粒のおそれが高くなるからである。
ＴｉＣ結晶粒子の個数比率は、磁気ヘッド用基板の断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率として、以下のような手順で評価した。
まず、磁気ヘッド用基板の表面をダイヤモンド砥粒を用いて研磨加工して鏡面とした後に、この面を燐酸により数十秒程度エッチング処理した。次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、エッチング処理した面のうちで任意の場所を任意に選び、倍率１３，０００倍で撮影してＳＥＭ画像を得た。得られたＳＥＭ画像から「Ｊｔｒｉｍ」というフリーソフトと「画像から面積」（製作者：赤尾鉄平）というフリーソフトとを用いてそれぞれの結晶粒子の面積を求め、それぞれの結晶粒子の面積を正方形とみなし、その一辺をそれぞれの結晶粒子径を用いて算出することで任意の１０μｍの直線上にＴｉＣ結晶粒子およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子それぞれの個数を求めた。このような個数の測定結果に基づいて、任意の１０μｍの直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率を求めた。ＴｉＣ結晶粒子の個数、Ａｌ２Ｏ３結晶粒子の個数、およびＴｉＣ結晶粒子の個数比率の測定結果については、表１に示した。
磁気ヘッド用基板の機械加工性については、チッピングの最大値として評価した。チッピングの最大値は、１つの磁気ヘッド用基板から１０本の短冊片を切り出しときのそれぞれの短冊片の切断面を、金属顕微鏡を用いて倍率４００倍として測定した。短冊片は、ダイヤモンドブレードを備えたスライシングマシーンを用いて、長さが７０ｍｍ、幅が３ｍｍ、厚みが２ｍｍとして切り出した。
ダイヤモンドブレードとしては、「ＳＤ１２００」を用いた。磁気ヘッド用基板の切断時において、ダイヤモンドブレードの回転数は１００００ｒｐｍ、送り速度は１００ｍｍ／分、１回の切り込み量を２ｍｍとした。
チッピングの最大値の測定結果については、表１に示した。短冊片におけるチッピングの最大値が８μｍ以上を不合格、８μｍ未満を合格とした。短冊片におけるチッピングの最大値が８μｍ以上である場合を不合格としたのは、磁気ヘッドの浮上高さのばらつきが発生する恐れがあるためである。
表１に示す通り、試料Ｎｏ．１〜１１は、体積固有抵抗が４×１０−１Ω・ｍ以下、密度が４．２６ｇ／ｃｍ３以上であることから体積固有抵抗（導電性）および密度については合格基準に達するものであった。ただし、試料Ｎｏ．１〜３，５は、チッピングの最大値が８μｍ以上であり、機械加工性については合格基準に達するものではなく不合格であった。これは、ＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が５５％より低いために、焼成時に異常に粒成長したＡｌ２Ｏ３結晶粒子が発生し、磁気ヘッド用基板の切り出し加工時に、このＡｌ２Ｏ３結晶粒子が脱粒したものと思われる。
これに対して、試料Ｎｏ．４，６〜１１は、チッピングの最大値が８μｍ未満であるために機械加工性についても合格基準に達するものであった。これらの試料は、ＴｉＣが３０質量％以上４０質量％以下の本発明の範囲内であったため、導電性（体積固有抵抗）および機械加工性（チッピングの最大値）ともに高くなったものと考えられる。試料Ｎｏ．４，６〜１１はさらに、切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在するＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が５５％以上７５％以下であり、密度が高く緻密化されており、スライシングマシーンによる切り出しによって発生するチッピングも小さいことが分かる。
本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１２〜１４については、チッピングの最大値が８μｍ以上であることから合格基準を満たすものではなく機械加工性が不合格であった。
機械加工性が不合格であった試料Ｎｏ．１２，１３は、ＴｉＣが２５質量％と３０質量％に比べ少ないためにＴｉＣ結晶粒子の個数およびＡｌ２Ｏ３結晶粒子の個数の合計に対して相対的にＴｉＣ結晶粒子の個数が少なかった。そのため、ＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が５５％より低くなって焼成のときに異常な粒成長をしたＡｌ２Ｏ３結晶粒子が発生して、切り出し加工時にこのＡｌ２Ｏ３結晶粒子が脱粒したものと思われる。
機械加工性が不合格であった試料Ｎｏ．１４は、ＴｉＣ結晶粒子の個数の比率が７５％より高いことから、焼結工程でＡｌ２Ｏ３の焼結が阻害され、緻密化されずにスライシングマシーンによる切り出しによって試料に存在する気孔の周辺からＡｌ２Ｏ３結晶粒子の脱粒が発生したものと思われる。
（実施例２）
本実施例では、磁気ヘッド用基板について、ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径と機械加工性との関係を確認した。
本実施例では、磁気ヘッド用基板について、ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径と機械加工性との関係を確認した。
磁気ヘッド用基板は、基本的に実施例１と同様の条件で作製した。ただし、本実施例では、実施例１で用いた試料Ｎｏ．８（表１参照）の原料を用いて表２に示すように粉砕時間を異ならせて５種類のスラリーを作製し、これらのスラリーから磁気ヘッド用基板（試料Ｎｏ．１５〜１９）を作製した。
磁気ヘッド用基板のＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、倍率を１３，０００倍にして撮影した５μｍ×８μｍの範囲の画像を、画像解析ソフト（「Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ」；日本ビジュアルサイエンス（株）製）を用いて解析することによって求めた。平均結晶粒径の測定結果については、表２に示した。
磁気ヘッド用基板の機械加工性は、基本的に実施例１と同様にしてチッピングの最大値として評価した。ただし、ダイヤモンドブレードとしては実施例１と同一規格のものを使用したが、ダイヤモンドブレードの送り速度を１４０ｍｍ／分として、実施例１よりも加工条件を厳しく設定した。チッピングの最大値については、切断面における短冊片の長手方向の寸法が最も大きいものを選択し、表２に示した。
表２に示す通り、試料Ｎｏ．１５，１６は機械加工性が合格基準に達せず不合格であるのに対して、試料Ｎｏ．１７〜１９は、ダイヤモンドブレードの送り速度を１４０ｍｍ／分として加工条件を厳しくして加工しても、チッピングの最大値は５μｍと小さく機械加工性について合格基準に達するものであった。試料Ｎｏ．１７〜１９は、ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．２５μｍ未満であった。したがって、ＴｉＣ結晶粒子の平均結晶粒径が０．２５μｍ未満であると、機械加工性に優れることが分かった。
（実施例３）
本実施例では、磁気ヘッド基板について、抗折強度と機械加工性との関係を確認した。
本実施例では、磁気ヘッド基板について、抗折強度と機械加工性との関係を確認した。
磁気ヘッド用基板は、基本的に実施例１と同様の条件で作製した。ただし、本実施例では、実施例１で用いた試料Ｎｏ．８（表１参照）の原料を用いて、成形体を加圧焼結した後に、表３に示す温度で熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）を１時間行なうことによって、磁気ヘッド用基板（試料Ｎｏ．２０〜２２）を作製した。
磁気ヘッド用基板の抗折強度は、ＪＩＳ Ｒ １６０１−１９９５に準拠して３点曲げ強度として測定した。３点曲げ強度の測定結果は表３に示した。
磁気ヘッド用基板の機械加工性は、基本的に実施例１と同様にしてチッピングの最大値として評価した。ただし、ダイヤモンドブレードとしては実施例１と同一規格のものを使用したが、ダイヤモンドブレードの送り速度を１８０ｍｍ／分として、実施例１，２よりも加工条件を厳しく設定した。チッピングの最大値については、切断面における短冊片の長手方向の寸法が最も大きいものを選択し、表３に示した。
表３に示す通り、試料Ｎｏ．２１，２２は、ダイヤモンドブレードの送り速度が１８０ｍｍ／分と加工条件が厳しくなっても３点曲げ強度が８００ＭＰａ以上と高いために試料Ｎｏ．２０より発生するチッピングの最大値が小さく、脱粒しにくいことが分かる。
（実施例４）
本実施例では、磁気ヘッドについて、凹部（流路面）の算術平均高さ（Ｒａ）と磁気ヘッドの浮上高さのばらつきとの関係を確認した。
本実施例では、磁気ヘッドについて、凹部（流路面）の算術平均高さ（Ｒａ）と磁気ヘッドの浮上高さのばらつきとの関係を確認した。
磁気ヘッドは、実施例１で用いた試料（Ｎｏ．８）と同一の条件で磁気ヘッド用基板を用いて作製した。磁気ヘッド用基板は、短冊片に切断後に鏡面加工を施し、イオンミリング装置（「ＡＰ−ＭＩＥＤ型」；日本電子株式会社製）を用いて鏡面の一部を除去することで凹部（流路面）を形成した。イオンミリング加工法については、アルゴンイオンを用いて加速電圧を６００Ｖとし、表４に示す異なるミリングレートで加工することによって、深さが０．２μｍになるまで加工して表面粗さが異なるものとした。トリミング後の短冊片は、ダイヤモンドブレードを用いて切断することにより、磁気ヘッド（試料Ｎｏ．２３〜２５）とした。磁気ヘッドにおけるスライダは、長さが０．８５ｍｍ、幅が０．７ｍｍ、厚みが０．２３ｍｍであるフェムトスライダとした。
凹部（流路面）の算術平均高さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して測定した。但し、測定長は１０μｍとした。
磁気ヘッドの浮上高さ（浮上量）は、フライングハイトテスターにて測定した。このフライングハイトテスターによる測定では、磁気記録層を付けない透明なガラス基板を回転させて磁気ヘッドをガラス基板上で浮上させた。磁気ヘッド２の浮上高さは、ガラス基板の周速１２．４４ｍｍ／ｓとし、５秒毎に合計１０回測定した。磁気ヘッドの浮上高さの測定結果については、１０回の測定の平均値と標準偏差として表４に示した。
表４に示す通り、凹部（流路面）の算術平均高さ（Ｒａ）が１５ｎｍ以下である試料Ｎｏ．２３，２４の磁気ヘッドは、浮上高さ（浮上量）の平均値を１０ｎｍ以下と低くすることができ、標準偏差も０．０５ｎｍ以下と小さく、浮上特性が安定していることが分かる。
（実施例５）
本実施例では、磁気ヘッド用基板について、平均気孔径および気孔の面積占有率と機械加工性との関係を確認した。
本実施例では、磁気ヘッド用基板について、平均気孔径および気孔の面積占有率と機械加工性との関係を確認した。
磁気ヘッド用基板は、基本的に実施例１と同様の条件で作製した。ただし、本実施例では、実施例１で用いた試料Ｎｏ．９（表１参照）の原料を用いて表５に示すように粉砕粒径を異ならせた７種類のスラリーを作製し、これらのスラリーから磁気ヘッド用基板（試料Ｎｏ．２６〜３２）を作製した。
平均気孔径および気孔の面積占有率は、焼結体の断面を「クロスセクションポリッシャー」（日本電子（株）製）にて鏡面加工した後に、走査型電子顕微鏡を用いて得られるＳＥＭ画像に基づいて測定した。ＳＥＭ画像は、鏡面加工面における任意の場所を１５視野（１２．６μｍ×８．８μｍ）選び、倍率を１０，０００倍にして撮影した。
平均気孔径は、得られたＳＥＭ画像から全気孔の最大長径を測定し、その平均値を算出した。平均気孔径の測定結果は、表５に示した。
気孔の面積占有率の測定においては、まず得られたＳＥＭ画像から「Ｊｔｒｉｍ」というフリーソフトと「画像から面積」（製作者：赤尾鉄平）を用いて気孔の面積を求め、１５視野における気孔の総面積を算出した。さらに、１５視野分のＳＥＭ画像の総面積（１２．６μｍ×８．８μｍ×１５）に対する気孔の総面積の比率を求め、気孔の面積占有率を演算算出した。気孔の面積占有率の測定結果は、表５に示した。
磁気ヘッド用基板の機械加工性は、基本的に実施例１と同様にしてチッピングの最大値として評価した。ただし、ダイヤモンドブレードは実施例１と同一規格のものを使用したが、実施例２と同様に、ダイヤモンドブレードの送り速度を１４０ｍｍ／分として、実施例１よりも加工条件を厳しく設定した。チッピングの最大値については、切断面における短冊片の長手方向の寸法が最も大きいものを選択し、表５に示した。
表５に示す通り、平均気孔径が２００nｍ未満である試料Ｎｏ．２８〜３２は、ダイヤモンドブレードの送り速度を１４０ｍｍ／分として加工条件を厳しくしても、チッピングの最大値は６μｍ以下と小さく機械加工性に優れるものであった。特に、平均気孔径が１００ｎｍ未満である試料Ｎｏ．３１，３２では、チッピングの最大値は３μｍ以下と機械加工性が良好であることが分かる。
気孔の面積占有率が０．０３％未満である試料Ｎｏ．２８〜３２は、チッピングの最大値は６μｍ以下と小さく機械加工性に優れるものであった。特に、気孔の面積占有率が０．０２％未満である試料Ｎｏ．３１〜３２では、チッピングの最大値は３μｍ以下と機械加工性が良好であることが分かる。
実施例１〜５の結果から、本発明の磁気ヘッド用基板を用いれば、磁気ヘッドを作るために短冊状に切断加工するときや凹部（流路面）を加工するときに結晶粒子の脱粒を防ぐことができ、チッピングを抑制することができる。そのため、凹部（流路面）の平滑性が向上し、磁気ヘッドの浮上高さも低く、かつ高さのばらつきを小さくできることが確認できた。
本発明の磁気ヘッドを用いて本発明の記録媒体駆動装置を作製すれば、磁気ヘッドの浮上高さを低く抑えられ、しかも浮上高さのばらつきが安定することから、記録密度を高い記録媒体駆動装置となり好適である。
Claims (13)
- アルミナが６０質量％以上７０質量％以下、炭化チタンが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなる磁気ヘッド用基板であって、
前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数の比率は、前記直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数および前記アルミナの結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である、磁気ヘッド用基板。 - 前記焼結体における前記炭化チタンの結晶粒子は、平均結晶粒径が０．２５μｍ未満（但し、０μｍを除く。）である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における炭化チタンの平均結晶粒径（ＤＴ）に対するアルミナの平均結晶粒径（ＤＡ）の比（ＤＡ／ＤＴ）は、１以上２以下である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における結晶粒子は、平均結晶粒径が０．２５μｍ以下（但し、０μｍを除く。）である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における結晶粒子は、最大結晶粒径が１μｍ以下（但し、０μｍを除く。）である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における気孔の平均気孔径は、２００ｎｍ未満である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における気孔の平均気孔径は、１００nｍ未満である、請求項６に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における気孔の面積占有率は、０．０３％未満である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における気孔の面積占有率は、０．０２％未満である、請求項８に記載の磁気ヘッド用基板。
- 前記焼結体における抗折強度は、８００ＭＰａ以上である、請求項１に記載の磁気ヘッド用基板。
- 磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなるスライダに電磁変換素子を形成した磁気ヘッドであって、
前記磁気ヘッド用基板は、アルミナが６０質量％以上７０質量％以下、炭化チタンが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなり、かつ、
前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数の比率は、前記直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数および前記アルミナの結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である、磁気ヘッド。 - 前記スライダは、浮上面と、空気を通す流路面と、を有しており、
前記流路面は、算術平均高さ（Ｒａ）が１５ｎｍ以下である、請求項１１に記載の磁気ヘッド。 - 磁気ヘッド用基板をチップ状に分割してなるスライダに電磁変換素子を形成した磁気ヘッドと、前期磁気ヘッドによって情報の記録および再生を行なう磁気記録層を有する記録媒体と、該記録媒体を駆動させるモータと、を備えている記録媒体駆動装置であって、
前記磁気ヘッドは、アルミナが６０質量％以上７０質量％以下、炭化チタンが３０質量％以上４０質量％以下の範囲である焼結体からなり、かつ、
前記焼結体の切断面における任意の１０μｍ以上の直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数の比率は、前記直線上に存在する前記炭化チタンの結晶粒子の個数および前記アルミナの結晶粒子の個数の合計に対して５５％以上７５％以下である、記録媒体駆動装置。
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