KR100369872B1 - 자기 헤드와 그 제조 방법 - Google Patents

자기 헤드와 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100369872B1
KR100369872B1 KR10-2000-7003049A KR20007003049A KR100369872B1 KR 100369872 B1 KR100369872 B1 KR 100369872B1 KR 20007003049 A KR20007003049 A KR 20007003049A KR 100369872 B1 KR100369872 B1 KR 100369872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic head
sliding member
recording medium
core member
etching
Prior art date
Application number
KR10-2000-7003049A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010024233A (ko
Inventor
후지이히로미츠
나메카타다케히코
요코우치신
나카무라가츠히로
Original Assignee
스미토모 도큐슈 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP10225428A external-priority patent/JP2000048337A/ja
Priority claimed from JP10262399A external-priority patent/JP2000072527A/ja
Priority claimed from JP10334498A external-priority patent/JP2000163728A/ja
Priority claimed from JP9477599A external-priority patent/JP2000281470A/ja
Application filed by 스미토모 도큐슈 긴조쿠 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 도큐슈 긴조쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20010024233A publication Critical patent/KR20010024233A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100369872B1 publication Critical patent/KR100369872B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
    • G11B5/102—Manufacture of housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은 자기 헤드와 생산성이 우수한 자기 헤드 제조 방법을 제공하는 것으로, 그 제조 방법에 따르면, 미세한 요철이 있는 표면이 슬라이딩 부재의 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면에만 형성되고, 다듬질 폴리싱된 코어 부재의 매끄러운 표면의 성질을 변화시키지 않으면서 미세한 공기 흐름 통로가 형성되며, 자기 헤드의 양호한 자기적 성질 및 슬라이딩 성능을 모두 얻기 위해서, 상기 미세한 요철이 있는 표면으로 자기 기록 매체를 손상시키지 않으면서 슬라이딩 성능 및 자기적 성질을 개량할 수 있다. 본 발명에 의하면, 자기 헤드가 조립되고 자기 기록 매체와 마주하는 슬라이딩 부재와 코어 재료의 베어링 표면이 평균 표면 조도(Ra)가, 예를 들면 2.0 nm 이하로 되도록 폴리싱된 후에, 산화제, 산 및 알칼리를 함유하는 수용액으로 제조된 에칭액을 사용하여 화학적 에칭을 행함으로써, 래핑 잔류 층이 제거될 때까지 다듬질 폴리싱된 코어 부재의 매끄러운 표면의 성질을 전혀 변화시키지 않으면서, 슬라이딩 부재의 베어링 표면에 미세한 요철이 형성되고 미세한 요철이 있는 표면에 있는 돌출부의 각 정점들이 거의 평탄하게 되어, 결과적으로 슬라이딩시 슬라이딩 부재와 기록 매체 사이의 공기 흐름이 개선될 수 있다.

Description

자기 헤드와 그 제조 방법{MAGNETIC HEAD AND A METHOD OF ITS PRODUCTION}
통상적인 기록 용량을 갖는 플로피 디스크(FD) 외에, 기록 매체의 개량의 결과로서 이제는 대용량 고밀도 플로피 디스크가 사용되고 있으며, 100MB 이상의 대용량 플로피 디스크가 개발되고 있다.
베어링 표면의 경면 다듬질은 과거 FD 드라이브에 사용된 접촉형 자기 헤드의 전자기적 성질에 매우 중요한 것이었으나, 사용시, 기록 매체의 회전 부하가 증가되고 흡착 현상이 관찰되는 등의 문제가 있다. 이러한 흡착, (점착) 등을 방지하기 위해서는, 구동 토크를 높이는 것이 필요하다. 그러나, 오늘날 절전을 위해 토크가 낮은 모터가 사용되고 있기 때문에, 전술한 문제는 더욱 뚜렷해지고 있다.
오늘날 밀도 증가에 대응하여 전자기적 성질을 개량하기 위해 CaO-TiO2계, AlTiC계, MnO-NiO계, CaTiO3-NiO계, CaO-MgO-TiO2계, CaO-MgO-TiO2-SiO2계, CaO-MgO-TiO2-SiO2-Al2O3계 등과 같은 다결정 비자성 세라믹이 자기 헤드의 슬라이딩 부재에 사용되고 있다.
더욱이, 하드 디스크 드라이브(HDD) 등에 사용되는 고속으로 회전할 때 부동하는 구조의 부동형 자기 헤드의 디스크와 마주하는 베어링 표면은, 보다 더 높은 정밀도로 경면 다듬질되어야 하며, 그것의 부동 성능이 보장되어야 한다. 그러나, 드라이브 정지시 접촉하게 되는 디스크와 자기 헤드의 베어링 표면 사이의 흡착 현상, 또는 소위 슬라이딩 성능 문제는, 경면 다듬질이 완벽해질수록 커지며, 결과적으로 자기 헤드의 CSS 성질은 약화되게 된다.
간략히 말하면, 기록 매체와 마주하는 자기 헤드면인 베어링 표면이, 선행 공정에서 생긴 래핑(lapping) 잔류층이 거의 완전히 제거되는 정도의 경면 다듬질 수준으로 폴리싱되면, 접촉시 전술한 흡착 등의 문제가 발생하게 된다.
코어 부재가 슬라이딩 부재 안에 삽입되는 구조 또는 코어 부재가 슬라이딩 부재에 부착되거나 그 안에 매립되는 구조와 같은 여러 구조들이 자기 헤드의 구조로서 사용되고 있다. 모든 종래의 구조들은, 양호한 전기적 성질과 슬라이딩 성능을 모두 실현할 목적으로, 전술한 흡착 등의 문제를 방지하기 위하여 후술하는 두 가지 방법을 사용한다. 즉, 슬라이딩 부재의 베어링 표면과 자기 기록 매체와 마주하는 자기 헤드의 코어 부재를, (그것들이) 경면 다듬질 수준으로 폴리싱되었을 때 발생되었던 전술한 흡착이 일어나지 않을 정도로 동시에 폴리싱하거나, 전술한 경면 다듬질 수준으로 폴리싱한 후에 슬라이딩 부재의 베어링 표면만 어느 정도 거칠게 만드는 방법이 사용되어 왔다.
산화 알루미늄과 산화 티타늄을 함유하는 세라믹 슬라이딩 부재에 반응성 이온 에칭(reactive ion etching)을 행함으로써 티타늄 성분을 제거해서 피트(pit)를 만드는 방법이 일본 특공소63-55157호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 비자성 세라믹 재료의 이온 에칭의 경우, 에칭 분위기로 특정의 진공 분위기가 필요하고 특별한 장비가 요구되는 것 외에, 공정 시간이 길고 생산성이 불량하다는 문제가 있다.
또한, 일본 특공평04-34203호에는, Mn-Zn 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트로 제조된 슬라이딩 부재의 베어링 표면을 일단 경면 다듬질 수준으로 폴리싱한 후에, 반응성 이온 에칭을 행하여 원하는 거친 표면을 얻는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특개평02-276074호에는, Mn-Zn 페라이트로 제조된 슬라이딩 부재의 베어링 표면을 경면 다듬질 수준으로 다듬질한 후에, 역스퍼터링(reverse sputtering)을 행해서 50 내지 100 Å 깊이의 피트를 만드는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 다결정 비자성 세라믹 재료에는 사용할 수 없고, 전술한 바와 같이 공정 시간이 길고 생산성이 불량하다는 문제가 남아 있다.
일본 특개평02-310869호에는, Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트 등과 같은 자기 세라믹으로 제조된 슬라이딩 부재의 베어링 표면을 염산 에칭액으로 거칠게 만드는 방법이 개시되어 있다. 슬라이딩 부재와 코어 부재 모두 거칠게 되기 때문에, 이 방법은, 래핑 잔류층이 형성되고, 코어 접합부에 결함과 스크래치가 발생되어 자기적 성질이 열화되며, 코어 결합부에서 헤드를 정렬하는 데에 시간이 걸려서 생산성이 불량해지는 문제가 있다.
또, 일본 특개평08-36852호에는, CaTiO3또는 AlTiC 등의 비자성 세라믹으로 제조된 슬라이딩 부재의 베어링 표면을, 산화제와 산, 또는 산화제와 알칼리를 함유하는 수성 에칭액으로 처리해서, 경면 다듬질 수준으로 다듬질된 코어 부재를 동시에 부식시키지 않으면서도 베어링 표면을 거칠게 만드는 방법이 개시되어 있다.
전술한 산화제와 산, 또는 산화제와 알칼리를 함유하는 수성 에칭액으로 에칭하는 방법은, 간단한 기구를 사용하므로 생산성이 양호하다. 그러나, 결과적으로 얻게 되는 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면은, 돌출부들의 정점으로서 날카로운 피크(peak)와 깊은 크레비스(crevice)가 있는 거친 요철 표면이기 때문에, 자기 기록 매체가 쉽게 손상되고, 충분한 공기의 흐름이 없이는 슬라이딩 성능의 개량을 바라기 힘들다는 문제가 있다. 특히, 산화제와 알칼리를 포함하는 수용액으로 구성되는 에칭액은, 비자성 세라믹 성분을 용해시켜서, 결과적으로 에칭능이 쉽게 한계에 도달된다는 문제가 있다.
본 발명은 플로피 디스크, 하드 디스크 등의 자기 기록 매체와 관련하여 접촉형 또는 부동형(浮動形) 구조체로서 사용되는 자기 헤드의 개량에 관한 것이다. 본 발명의 특징은, 다결정 비자성 세라믹을 함유하는 슬라이딩 부재의 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면의 표면에 있는 돌출부들의 정점만이 거의 평탄한 표면인 경우에, 폴리싱으로 다듬질된 코어 부재의 매끄러운 표면의 성질을 변화시키지 않으면서 필요한 조성의 에칭액을 사용하여 미세한 요철이 있는 표면을 화학적 에칭으로 형성하는 것이다. 본 발명은 자기 헤드와 생산성이 양호한 자기 헤드의 제조 방법을 제공하는데, 그 제조 방법에 따르면 자기 기록 매체를 손상시키지 않으면서 슬라이딩 성능의 개량이 기대되고, 코어 부재의 매끄러운 표면이 유지되며, 전자기적 성질이 열화되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 자기 헤드의 구조의 한 예를 보여주는 사시도이고, 도 1b는 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 자기 헤드의 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 표면 상태를 위에서 보여주는 AFM 현미경 사진이다.
도 3은 도 2의 표면 중심선을 따라서 윤곽 상태를 보여주는 표면 고도 그래프이다.
도 4는 통상의 자기 헤드의 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 상부 표면 상태를 보여주는 AFM 현미경 사진이다.
도 5는 도 4의 표면의 중심선에서 윤곽 표면 상태를 보여주는 표면 고도 그래프이다.
본 발명의 목적은 전자기적 성질과 슬라이딩 성능이 모두 양호한 자기 헤드를 제공하는 것이다. 그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 선행 공정에서 생긴 래핑 잔류층이 거의 완전히 제거될 수 있을 때까지 자기 기록 재료와 마주하는 베어링 표면을 경면 다듬질하고, 그리고 나서, 슬라이딩 부재의 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면에만 미세한 요철이 있는 표면을 형성해서, 폴리싱으로 다듬질된 전술한 코어 부재의 매끄러운 표면의 성질을 변경하는 미세한 공기 흐름 통로를 만드는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 자기 헤드와 생산성이 우수한 자기 헤드 제조 방법을 제공하는 것으로, 그 제조 방법에 따르면, 미세한 요철이 형성된 표면이 자기 기록 매체를 손상시키지 않게 되기 때문에, 슬라이딩 성능과 자기적 성질의 개량이 실현될 수 있다.
본원의 발명자들은, 슬라이딩 성능을 개량하기 위해서는, 슬라이딩 중에 기록 매체와 자기 헤드 사이에 양호한 공기의 흐름이 있어야 한다는 것을 느꼈다. 그들은 또한, 이러한 양호한 공기의 흐름을 실현하기 위해서는, 슬라이딩 부재의 베어링 표면에서 깊이 방향의 횡단면의 형상을 개량해야 함을 느꼈다. 결과적으로 그들은, 자기 기록 매체와 관련해서 볼 때 종래 헤드의 슬라이딩 부재의 거친 요철 표면을 형성하는 돌출부의 정점들은 깊은 크레비스 옆에 있는 상대적으로 날카로운 피크가 되지만, 이러한 돌출부의 정점들은 거의 평탄한 표면을 형성해야 함을 느꼈다.
발명자들은, 미세한 공기 흐름 통로를 형성하기 위해서, 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 돌출부들의 정점이 거의 평탄한 표면인, 미세한 요철이 있는 표면을 형성하는 것을 가능하게 하는 에칭액 조성에 대해 여러 연구를 했고, 그 결과, 재료가 CaO-TiO2다결정 비자성 세라믹과 같은 2 이상의 화합물 상들의 혼합물일 때, 에칭 성질이 상들 사이에서 변화한다는 것을 발견했다.
발명자들은 추가 연구 결과, 에칭액이 산화제와 알칼리를 포함하는 수용액이면 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 돌출부들의 정점들이 날카로운 피크가 된다는 것, 그리고 자기 코어의 결합부가 산화제와 산을 함유하는 수용액으로 현저하게 부식된다는 것, 그러나 산화제와 산과 알칼리를 함유하는 수용액으로 구성되는 에칭액으로는, 돌출부들의 정점들이 거의 평탄한 표면으로 만들어 질 수 있고 폴리싱으로 다듬질된 코어 부재의 표면이 변화되지 않는다는 것을 발견하였다.
발명자들은, 베어링 표면에서의 슬라이딩 부재와 자기 기록 매체 사이의 흡착 등의 문제는 본 발명의 전술한 에칭으로 해결될 수 있기 때문에, 자기 헤드의 성질을 개량할 목적으로 상기 베어링 표면을 경면 다듬질 수준 이상으로 다듬질하고 또한 코어 부재의 래핑 잔류층을 완전히 제거할 수 있다는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명은, 다결정 비자성 세라믹 (특히, 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들로 제조된 다결정 비자성 세라믹)으로 구성된 슬라이딩 부재의 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면이, 코어 부재의 래핑 잔류층이 거의 완전히 제거될 정도로 코어 부재와 함께 경면 다듬질 수준으로 폴리싱된 후에, 산화제와 산과 알칼리를 함유하는 수용액으로 구성되는 에칭액으로 에칭되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전술한 에칭으로 특정의 표면 개질을 가능하게 하는데, 다시 말하면, 코어 부재의 경면 다듬질 수준을 유지하면서, 슬라이딩 부재의 돌출부들의 정점들이 거의 평탄한 표면인, 미세한 요철이 있는 표면으로 이루어진 베어링 표면의 형성과, 양호한 전자기적 성질 및 슬라이딩 성능의 실현을 가능하게 한다.
발명자들이 전술한 화학적 에칭을 효과적으로 행하기 위해 계속 연구한 결과, 에칭은 단순히 세라믹과 각 화학물질 사이의 반응이 아니라, 오히려 몇 가지 병합적 반응(parallel reaction)이라는 사실에 주목하게 되었고, 에칭의 화학적 반응 속도를 개선하고 변동(fluctuation)을 최소화하며 반응을 안정화시키는 데에는, 유효 반응만을 촉진하고, 불필요하거나 역효과가 있거나 반응계를 교란시키는 반응들을 억제하는 것이 불가결하다는 것을 느꼈다.
그러므로, 본 발명자들은 에칭액 조성에 대해 다각도로 연구한 결과, 필요한 세라믹의 특정 표면 개질을 위해 선정된, 필요량의 킬레이트제를 함유하는 에칭액을 사용하여 에칭을 행하고, 에칭 중 발생되는 양이온이 용액에 갇히게 될 때에(킬레이트화), 원하는 표면 개질의 효율을 높이고 에칭 반응을 조절하는 것이 가능하다는 것을 발견했다.
또한 발명자들은, 전술한 2 이상의 형태의 화합물 상들의 혼합물인 재료의 상들 사이에 에칭능에 차이가 있다는 사실을 이용하여, 더 효율적으로 거친 요철 표면의 각 돌출부의 정점을 거의 평탄한 표면으로 만들 수 있는 적절한 세라믹을 연구했다. 그 결과로서 발명자들은, 분말 야금법에 의해서 세라믹을 제조하는 경우에 필요한 바와 같이, 프리베이킹(pre-baking) 및 소결 중에 확산하게 되는 확산 성분과 확산 성분이 확산해 들어 가게 되는 성분으로서의 각 원료의 평균 입경을조절함으로써, 효과에 있어서 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들의 혼합물인 세라믹을 얻을 수 있고, 또 원하는 자기 헤드를 제조할 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 자기 헤드의 제조 방법으로서, 적어도 가열시 확산하는 확산 성분인 원료(A)와, 가열시 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분인 원료(B)로 구성되는 초기 분말로부터 [원료(A)의 평균 입경은 원료(B)보다 크며, 2배 이상인 것이 바람직함], 통상의 분말 야금 수단, 즉 혼합, 프리베이킹, 파쇄, 몰딩, 소결 등을 포함하는 공정으로 구성되는 제조 방법에 의하여 자기 헤드의 슬라이딩 부재용 세라믹이 제조되는 것을 특징으로 한다.
코어 부재와 슬라이딩 부재가 자기 기록 매체와 마주하는 모든 종래의 구조, 즉 코어 부재가 슬라이딩 부재 안에 삽입되도록 조립되는 구조, 슬라이딩 부재가 특정 위치에 부착되는 구조, 슬라이딩 부재가 특정 장소에 매립되는 구조 등이 모두 본 발명의 자기 헤드의 구조로서 사용될 수 있고, 전술한 구조와 슬라이딩 부재의 재료 등에 따라서 필요한 코어 부재가 또한 선택된다.
자기 헤드를 제조하는 공정의 한 예를 개시하면, 도 1a의 자기 헤드의 블럭형 슬라이딩 부재(1)의 베어링 표면(2)에 원하는 함입부(indectation)를 만들고, 고정체(4)로 그 함입부 안에 원하는 대로 조립된 코어 부재(3)를 고정해서, 기록 매체와 마주하는 코어 부재의 표면이 보이도록 한다.
슬라이딩 부재(1)와 코어 부재(3)가 함께 완전히 고정되면, 베어링 표면(2)을, 예를 들면 100 내지 200 ㎛ 정도 제거되도록 연삭해서, 기록 매체와 마주하는 코어 부재(3)의 표면이 베어링 표면(2)과 같은 높이가 되도록 한다. 이 연삭 후에, 비교적 입경이 큰 다이아몬드 연마 입자를 자유 연마 입자로서 사용하여, 예를 들면 10 내지 50 ㎛ 정도 제거되도록 거친 래핑을 행하고, 그리고 나서 미세 다이아몬드 연마 입자를 자유 연마 입자로서 사용하여, 예를 들면 수 ㎛ 정도 제거되도록 다듬질 래핑을 행한다. 그 결과로서, 생성물의 표면 조도가, 즉 평균 조도(Ra)가 3.0 nm 이하가 되도록 다듬질 폴리싱된다. 그리고 나서 본 발명에 따라 화학적 에칭을 행한다.
본 발명에서 베어링 표면을 연삭하고 폴리싱하는 데에는 어떠한 통상의 방법도 이용할 수 있다. 예를 들면, 다이아몬드 연마 입자를 자유 연마 입자로서 사용하는 폴리싱 및 래핑, 기계화학적 폴리싱, 미세 다이아몬드 연마 입자를 고정 연마 입자로서 사용하는 테이프 래핑(tape lapping), 전해 폴리싱과 같은 경면 폴리싱 등을 이용할 수 있다.
또한, 다이아몬드 연마 입자를 자유 연마 입자로서 사용하는 래핑은, 간단한 장비를 사용하고 작업 정밀도 및 효율이 우수하다. 첫번째 거친 래핑은 평균 입경이 2 내지 6 ㎛인 연마 입자를 사용하여 행하고, 두번째 다듬질 래핑은 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하(0.15 ㎛ 이하인 것이 바람직함)인 연마 입자를 사용하여 행해야 한다.
코어 부재의 평균 조도(Ra)는 3.0 nm 이하가 되도록 다듬질 폴리싱되어야 하며, 2.0 nm 이하인 것이 바람직하고, 1.0 nm 이하인 것이 더욱 바람직한데, 그것은 선행 공정에서 생긴 래핑 잔류층이 남아 있을 수도 있기 때문이다. 즉, 선행 공정에서 생긴 래핑 잔류층이 완전히 제거된 상태에서 폴리싱 후의 표면 조도(Ra)가 0.1 내지 2.0 nm가 되도록 다듬질 폴리싱되어야 한다.
전술한 에칭 성질이 다른 2 이상의 상들로 제조된 다결정 비자성 세라믹이 본 발명의 주제인 자기 헤드의 슬라이딩 부재로 사용되며, 따라서, 원하는 미세한 요철이 있는 표면이 화학적 에칭으로 만들어지면 베어링 표면의 각 돌출부의 정점은 거의 평탄한 표면이 될 수 있다.
CaO-TiO2계, AlTiC계, MnO-NiO계, CaTiO3-NiO계, CaO-MgO-TiO2계, CaO-MgO-TiO2-SiO2계, CaO-MgO-TiO2-SiO2-Al2O3계 등과 같은 다결정 비자성 세라믹이 본 발명의 주제인 자기 헤드의 슬라이딩 부재에 사용될 수 있다.
또한, 에칭 성질이 다른 2 이상의 상들로 제조된 다결정 비자성 세라믹 재료는 자기 헤드의 슬라이딩 부재용으로 선호되는데, 분말 야금법을 이용하여, 가열시 확산하는 확산 성분을 함유하는 원료(A)와 가열시 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분인 원료(B)의 평균 입경을 필요에 따라 조절함으로써 제조될 수 있다. 본 슬라이딩 부재용 세라믹에 있어서, CaO, Al2O3, MnO, NiO, MgO 및 이들 산화물의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상이, 가열시 확산하는 확산 성분을 함유하는 원료(A)로 사용될 수 있고, TiO2, Al2O3, SiO2, C및 이들 원소와 산화물의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상이, 가열시 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분을 함유하는 원료(B)로 사용될 수 있다[원료(A)와 원료(B)가 동일하지 않은 경우].
본 발명에 의하면, 상기 산화물 및 원소의 유도체는 어떠한 화합물도 될 수 있는데, 예를 들면 CaO의 경우에는, CaO를 가열해서 생성할 때에는, Ca(OH)2, CaCO3, CaSO4등이 될 수 있으며, 전술한 세라믹의 최종 성분에는 아무 영향을 미치지 않는다.
예를 들면, 최종 성분이 CaO와 TiO2인 CaO-TiO2세라믹에는 여러 형태의 화합물들이 존재하며, 분말 야금 수단의 프리베이킹과 소결 공정 중에 CaO의 결정 입자가 TiO2의 결정 입자와 접촉하는 지점을 통해서 CaO가 TiO2측으로 일방적으로 확산됨으로써 그러한 화합물들이 생성되는 반응이 촉진된다. 화합물들은 TiO2결정 입자 안의 CaO의 농도 구배에 따라서 연속적으로 생성된다. 그러나, 상기 생성 상태는, 분말 야금 수단의 혼합 공정 중, CaO와 TiO2의 결합 상태와 여러 형태의 이들 화합물들의 열역학적 안정성에 영향을 받는다.
전술한 구조에 의하면, TiO2의 입경이 CaO의 입경보다 작으면, TiO2결정 입자가 상대적으로 많을 때에는 CaO 결정 입자와 접촉하지 않는 TiO2결정 입자가 많아지게 되고, 결과적으로 확산 성분 CaO가 TiO2결정 입자를 통해 확산하게 되며, 전술한 농도 구배가 접촉 지점에서 불연속적으로 되고, 따라서 전술한 많은 TiO2결정 입자의 각각의 CaO 농도는 계단 구조를 갖게 되며, 그러므로 이 CaO-TiO2세라믹의 여러 화합물들이 쉽게 독립적인 결정 입자로 존재하게 된다는 것을 추정할 수 있다.
다시 말하면, 확산 성분을 함유하는 원료(A)인 CaO의 입경이, 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분을 함유하는 원료(B)인 TiO2보다 바람직하게는 2배 이상 큰 경우, 여러 화합물들의 상들로 구성되는 결정 입자들이 상기 CaO-TiO2세라믹 안에 형성되며 이 화합물 상들은 각각 서로 다른 에칭 성질을 갖는 이상적인 결과가 된다.
전술한 대로 여러 형태의 화합물들의 결정 입자들로 제조된 상들이 혼합된 자기 헤드의 슬라이딩 부재용 세라믹을 얻은 후, 여러 화합물 상들은 그것들의 화학적 결합의 안정성 때문에 에칭 성질이 서로 다르므로, 이 세라믹을 사용해서 슬라이딩 부재를 제조한 뒤 베어링 표면을 경면 다듬질 수준으로 다듬질하고 그 베어링 표면에 에칭을 행하면, 각 돌출부의 정점이 거의 평탄한 표면인 요철이 있는 거친 표면을 쉽게 형성할 수 있다. 결과적으로, 슬라이딩 부재와 자기 기록 매체가 서로 마주하는 베어링 표면에서 슬라이딩 중 공기의 흐름이 양호해지며, 슬라이딩 부재에 사용되는 세라믹의 슬라이딩 성능의 개량이 실현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 전술한 원료(A)는 확산 성분이고, 확산 성분을 받아들이는 성분, 즉 원료(B)의 결정으로 확산해가며, 따라서 원료(B)의 결정 입자가 이러한 확산량만큼 커지게 된다. 이 효과는 원료(B)의 입경이 작을수록 뚜렷해지기 때문에, 원료(B)의 입경을 0.1 내지 10 ㎛로 하는 것이 원하는 슬라이딩 부재용 세라믹의 입경이 1 내지 10 ㎛가 되게 하는데 적당하다.
본 발명의 에칭액은 산화제와 산 및 알칼리를 포함하는 수용액으로 구성되는데, 예를 들면, 산화제로는 H2O2가 사용될 수 있고, 산으로는 아세트산(CH3COOH), 포름산(HCOOH), 황산(H2SO4) 등이 사용될 수 있으며, 알칼리로는 암모니아(NH3), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3) 등이 사용될 수 있고, 필요에 따라서는 다른 에칭용 산과 알칼리의 조합도 사용될 수 있다.
에칭액의 산화제로서 과산화수소의 성분 비율을 1이라고 할 때, 100% 순도의 산을 기준으로 바람직한 수용액 내 성분 비율은, 아세트산의 경우에는 0.15 내지 0.4, 포름산의 경우에는 0.1 내지 0.3, 황산의 경우에는 0.25 내지 0.5 이며, 알칼리의 바람직한 수용액 내 성분 비율은, 암모니아의 경우에는 0.2 내지 1.2, 탄산나트륨의 경우에는 0.7 내지 3.5, 탄산칼륨의 경우에는 0.8 내지 4.5이다. 이러한 성분 비율은 에칭될 재료에 따라, 그리고 추가될 수 있는 통상적인 에칭용 산 또는 알칼리 용액에 따라 필요한 대로 선택된다.
본 발명에 의하면, 바람직한 화학적 에칭 조건의 선택은 에칭될 재료, 에칭액의 형태 및 에칭액의 성분 비율에 따라 행하여진다. 특히, 전술한 조건의 선택은, 자기 기록 매체와 마주하는 슬라이딩 부재의 베어링 표면에서 미세한 요철이 있는 표면의 돌출부의 정점이 거의 평탄한 표면을 이룰 때, 그 평탄한 표면의 특징에 따라 행하여진다.
즉, 상기 슬라이딩 부재의 베어링 표면에 있어서 미세한 요철이 있는 표면에서의 거의 평탄한 표면은, 반드시 완전히 평탄한 표면일 필요는 없으며, 자기 기록 매체를 손상시키지 않으면서 슬라이딩 성능을 개량할 수 있을 정도로 평탄하면 된다.
화학적 에칭 후의 코어 부재의 표면 조도에 있어서, 다듬질 폴리싱 후의 표면 조도(Ra)는, 예를 들면 0.1 내지 2.0 nm인 채로 남는다. 이에 반하여, 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 조도(Ra)는 3.0 nm를 초과하고, 50 nm로 조절될 수 있으며, 따라서 원하는 미세한 공기 흐름 통로가 형성되고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 코어 부재(3)의 표면 높이와, 슬라이딩 부재(1)의 미세한 요철이 있는 표면의 돌출부(5)의 정점에 있는 거의 평탄한 표면(6)의 높이는 거의 동일한 평면 상에 있다.
본 발명에 의하면, 전술한 슬라이딩 부재의 베어링 표면이 화학적 에칭에 의해 미세한 요철이 있는 표면으로 만들어지고 각 돌출부의 정점이 거의 평탄한 표면으로 만들어지면, 상기 미세한 요철은 사용된 다결정 비자성 세라믹의 형태와 그 세라믹의 결정 및 화합물 상들에 의존해서 상대적으로 변할 수 있다.
즉, 미세한 요철이 있는 표면의 돌출부들의 정점이 실시예에서 보는 바와 같이 거의 평탄하고, 전체 표면의 평균 중심선 조도[Ra(nm)]가 세라믹의 형태와 그 세라믹의 결정 및 화합물 상들에 의존해서 상대적으로 변화할 수 있으므로, 전술한 정점 표면의 중심이 평탄하고 하나 또는 두 개의 엣지가 만곡되어 있거나, 전체 정점 표면이 한 쪽으로 기울어져 있거나, 정점 표면 중 일부 또는 전부가 미세한 요철이 있는 것과 같이 다양한 형상이 나타난다.
어떠한 경우에도, 전술한 미세한 요철이 있는 표면의 돌출부들의 정점들에 있는 경사부와 함입부는 전체 높이의 1/2 이하이며, 1/3 이하인 것이 바람직하다. 또한, 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 전체 표면적에 대한 각 돌출부의 정점의 표면의 전체 표면적의 비율(Sa)은 10% 내지 70%의 범위 내에 있어야 하며, 반면에 돌출부들의 각 정점의 단부의 평균 직경(Da)은 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위 내에 있어야 한다.
본 발명에 의하면, 전술한 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 전체 표면적에 대한 각 돌출부의 정점의 표면의 전체 표면적의 비율(Sa)이 10% 미만이면, 헤드가 자기 기록 매체에 작용하는 압력이 좁은 표면에 집중되어 자기 기록 매체가 손상될 가능성이 있고, 반면에 이 비율이 70%를 초과하면, 공기 흐름 통로가 좁아지고 공기 흐름 통로의 수가 적어지게 되고, 따라서 공기 흐름이 불량해지게 된다. 그러므로 Sa가 전술한 범위를 벗어나는 것은 바람직하지 않다. 바람직한 범위는 15% 내지 50%이다.
본 발명에 의하면, 돌출부들의 정점의 표면의 평균 직경(Da)이 1 ㎛ 미만이면, 유효한 평탄한 표면을 얻을 수 없게 되고, 또한 정점들이 날카로운 피크가 되어 자기 기록 매체를 손상시키게 되는 가능성이 있고, 반면에 이 직경이 10 ㎛를 초과하면, 단부면의 형상이 여러 가지로 되어 공기 흐름 통로 및 공기 흐름에 변동이 생기게 된다. 그러므로, Da가 전술한 범위를 벗어나는 것은 바람직하지 않으며, 바람직한 범위는 2 ㎛ 내지 7 ㎛이다.
또한, 본 발명에 의하면, 에칭시 발생하는 양이온을 킬레이트제를 함유하는 에칭액에 포집하면서 에칭함으로써 원하는 표면 개질의 효율을 개선할 수 있다. 따라서, 에칭액은 표면 개질의 목적에 따라, 산화제를 함유하는 용액, 산화제와 산을 함유하는 용액, 산화제와 알칼리를 함유하는 용액, 산화제와 산과 알칼리를 함유하는 용액 등에서 선택된다. 에칭액의 이러한 용액들과 킬레이트제는 세라믹의 표면 개질을 위한 시약으로 사용될 수 있다.
본원의 발명자들이 행한 실험에 따르면, 에칭액과 에칭액 중의 산화제, 산, 알칼리 등과 같은 화학 물질의 비율은, 양적으로 화학 물질/에칭액 = 1 x 10-2내지 1 (중량비)이 되어야 하거나, 또는 킬레이트제와 에칭액의 비율은, 양적으로 킬레이트제/에칭액 = 1 x 10-5내지 10 x 10-1(몰농도 M)의 범위 내에서 선택되어야 한다.
본 발명의 에칭액과 킬레이트제로 구성되는 표면 개질제는 필요에 따라 간단하게 화학적 용액의 성분을 조절하고 진동시키고 혼합시킴으로써 얻을 수 있으며, 반드시 처리 온도 또는 농도를 증가시킬 필요는 없다.
본 발명에 의하면, 킬레이트제는 필요에 따라 다양한 화학 물질로부터 여러 조건들을 고려하여 선택하는데, 그 고려 조건들에는, 당해 세라믹의 조성, 표면 개질의 조건과 정도, 사용되는 에칭액, 에칭 조건 등이 포함된다. 예를 들면, 다음의 화학 물질들이 금속 원자로부터 킬레이트를 형성한다.
아세틸아세톤
에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 및 알칼리 금속 염
2,2',2"-테르피리딘
네오토린
니트로소페닐히드록실아민 NH4염[큐페론(cupferron)]
디에틸디티오카르밤산 및 알칼리 금속 염
토린 (토론이라고도 함)
4,7-디페닐-1, 10-페난트롤린(바토페난트롤린)
비스무티올 Ⅱ
1,10-페난트롤린
베릴론 Ⅱ
옥신
니트릴로트리아세트산 및 알칼리 금속 염
1,2-디아미노시클로헥산테트라아세트산(CyDTA) 및 알칼리 금속 염
N-옥시에틸에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA) 및 알칼리 금속 염
에틸렌 글리콜 비스(β-아미노에틸 에테르)테트라아세트산(GEDTA) 및 알칼리 금속 염
에틸렌디아민테트라프로피온산(EDTP) 및 알칼리 금속 염
실시예 1
경면 다듬질 수준으로 폴리싱된 CaO-MgO-TiO2슬라이딩 부재에 대하여, 과산화 수소, 암모니아 및 아세트산을 100% 순도를 기준으로 했을 때 1:1:0.25의 조성비로 함유하는 수용액의 조성을 갖는 에칭액을 사용하여 50℃에서 3분 동안 화학적 에칭을 행하였다. 에칭 처리 전후의 중심선 평균 조도[Ra(nm)]를 측정하였다.
또한, 이 슬라이딩 부재를 갖는 자기 헤드의 슬라이딩 성능을 평가하기 위하여, 이 자기 헤드를 자기 기록 매체와 접촉시키고 토크 드라이버를 사용하여 출발 토크를 측정함으로써 출발 토크(T)의 감소, 즉 슬라이딩 성능의 개선 정도를 확인하였다. 결과를 표 1에 기재하였다.
비교예 1
또한, 비교를 위하여, 과산화수소와 암모니아를, 100% 순도를 기준으로 10:1의 조성비로서 함유하고 있는 수용액 조성의 에칭액을 사용하여 50℃에서 3분 동안화학적 에칭을 행하였다. 그 후, 마찬가지로 중심선의 평균 조도[Ra(nm)]와 출발 토크(T)를 측정하여 표 1에 기재하였다.
나아가, AFM[디지탈 인스트루먼츠사(Digital Instruments)가 제조한 원자간력 현미경(intra-atomic force miscrope), NanoScope 3]으로 베어링 표면의 표면 상태를 조사하였으며, 그 결과 얻은 조도 곡선으로부터 이 중심선 방향으로 측정된 길이(L)의 일부를 샘플로 선택하였다. 이 샘플의 중심선을 X축으로 잡고, 그것의 축방향 증폭도를 Y축으로 잡았다. 조도 곡선을 y=f(x)의 함수로 표현하면, 중심선 평균 조도[Ra(nm)]는 다음의 수학식으로 표현된다. 또한, AFM을 사용하여 베어링 표면의 총 표면적에 대한 돌출부들의 각 정점의 총 표면적의 비율(Sa)과 돌출부들의 정점 표면의 평균 직경(Da)을 측정했다. 측정 결과는 표 1에 제시되어 있다.
실시예 2
경면 다듬질 수준으로 폴리싱된 CaO-TiO2슬라이딩 부재에 대하여, 과산화수소, 암모니아 및 포름산을 100% 순도를 기준으로 1.0:0.25:0.20의 조성비로 함유하는 수용액의 조성을 갖는 에칭액을 사용하여 30℃에서 3분 동안 화학적 에칭을 행하였다. 실시예 1에서처럼, 중심선의 평균 조도(nm)를 측정하였다. 이 슬라이딩 부재를 갖는 자기 헤드를 자기 기록 매체와 접촉시키고 토크 드라이브를 사용하여 출발 토크(T)를 측정하였다. 결과가 표 1에 제시되어 있다.
Ra(nm) T(g·cm) Da(㎛) Sa(%)
미처리 1.0 180 - -
비교예 1 4.4 130 0.8 10
실시예 1 4.1 100 4.0 30
실시예 2 3.9 100 3.0 45
실시예 3
슬라이딩 부재로서 CaO-MgO-TiO2비자성 세라믹을 사용하고 코어 부재로서 Mn-Zn 자성 재료를 사용하여 도 1a에 도시된 자기 헤드를 조립한 후에, 미세 다이아몬드 연마 입자(평균 입경 3㎛)를 자유 연마 입자로서 사용한 거친 래핑과 미세 다이아몬드 입자(평균 입경 0.5㎛)를 자유 연마 입자로서 사용한 다듬질 래핑을 행하였다. 중심선 평균 조도(Ra)는 2.0nm이 되었다.
이렇게 하여 얻은 자기 헤드에 대하여, 과산화수소, 암모니아 및 아세트산을 100% 순도를 기준으로 1:1:0.25의 조성비로 함유하는 수용액 조성을 갖는 에칭 액을 사용해서 50℃의 온도에서 5분 동안 화학적 에칭을 행하였다.
에칭 전후에 중심선 평균 조도[Ra(nm)]를 측정하였으며, 이 슬라이딩 부재를 갖는 자기 헤드의 슬라이딩 성능을 평가할 목적으로 이 자기 헤드를 자기 기록 매체와 접촉시키고, 토크 드라이버를 사용하여 출발 토크(T)를 측정하였다. 그 결과는 표 2에 제시되어 있다.
비교예 2
비교를 위하여, 과산화수소와 암모니아를, 100% 순도를 기준으로 10:1의 조성비로 함유하고 있는 수용액 조성의 에칭액을 사용하여, 세라믹을 50℃에서 5분 동안 유지시키면서 화학적 에칭을 행하였다. 그 후, 마찬가지로 중심선의 평균 조도[Ra(nm)]와 출발 토크(T)를 측정하여 표 2에 기재하였다. 중심선 평균 조도 [Ra(nm)]는 실시예 1에서와 같은 방법으로 측정하였다.
코어 부재 Ra(nm) 슬라이딩 부재 Ra(nm) T(g·cm) D(㎛) Sa(%)
미처리 2.0 2.0 170 - -
비교예 2 2.0 4.6 130 0.8 10
실시예 3 2.0 7.6 90 4.0 35
표 2에서, 실시예 3을 비교예 2와 비교하면 출발 토크(T)가 감소될 수 있음을, 즉 슬라이딩 성능이 개선되었음을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 3과 비교예 2의 샘플을 AFM으로 관찰하였는데, 표면 상태를 보여주는 상부 표면의 현미경 사진(그림의 스트립의 연직 방향 폭은 10 ㎛임)과 표면 중심선(상기 연직 방향 폭의 중심)의 윤곽 상태를 보여주는 표면 높이의 사진이 실시예 3에 해당하는 것은 도 2 및 도 3에, 그리고 비교예 2에 해당하는 것은 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 실시예 3의 표면은 평탄한 섬(잔구)와 평탄한 섬(잔구) 사이에 홈이 형성되어 있으며, 이들 섬(잔구)의 평탄도와 각 섬(잔구)의 높이가 매우 일정한 것은 분명하다. 반면에, 비교예 2의 경우 섬들 사이에 넓은 공간이 있으며, 피크가 날카로운 많은 작은 섬들이 존재하고, 그 날카로운 피크의 높이가 불균일하다는 것은 분명하다.
실시예 4
슬라이딩 부재로서 CaO-MgO-TiO2비자성 세라믹을 사용하고 코어 부재로서Mn-Zn 자성 재료를 사용하여 도 1a에 도시된 자기 헤드를 조립한 후에, 미세 다이아몬드 연마 입자(평균 입경 3㎛)를 자유 연마 입자로서 사용한 거친 래핑과 표 3에 기재된 입경(평균 입경 ㎛)을 갖는 미소 다이아몬드 입자를 자유 연마 입자로서 사용한 다듬질 래핑을 행하였다.
이렇게 하여 얻은 자기 헤드에 대하여, 그 후에 과산화수소, 암모니아 및 아세트산을 100% 순도를 기준으로 1:0.5:0.2의 조성비로서 함유하는 수용액 조성을 갖는 에칭액을 사용해서 50℃의 온도에서 3분 동안 화학적 에칭을 행하였다. 화학적 에칭후의 Ra가 표 3에 기재되어 있다.
또한, 비교를 위하여, 에칭되지 않은 미처리 샘플과 전술한 다듬질 래핑 후에 다이아몬드 연마 입자를 사용하여 통상적인 황삭에 의해 처리된 샘플의 Ra가 표 3에 기재되어 있다.
본 발명의 화학적 에칭 방법에 의하면, 코어 부재의 베어링 표면이 에칭 후에도 에칭 전과 거의 같은 표면 조도를 유지하고 있으며, 실시예 4-1 내지 4-3에서 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 에칭 후에 표면 조도만이 증가되는데, 여기에서는 미세한 요철이 있는 표면이 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 돌출부의 정점에 있는 거의 평탄한 표면에 형성된다.
다이아몬드 연마 입자 평균 입경 (㎛) 코어 부재 Ra(nm) 슬라이딩 부재 Ra(nm)
에칭 전 에칭 후 에칭 전 에칭 후
실시예 4-1 0.15 0.5 0.5 0.5 8.0
실시예 4-2 0.3 1.0 1.0 1.0 8.0
실시예 4-3 0.5 2.0 2.0 2.0 8.0
미처리 샘플 0.5 2.0 2.0
통상적으로 황삭처리된 샘플 3 6.0 6.0
실시예 5
실시예 4에서 얻은 자기 헤드의 슬라이딩 성능 뿐만 아니라 자기적 성질(출력, 해상도)을 측정하여 표 4에 기재하였다. 실시예 4-1 내지 실시예 4-3의 모든 자기 헤드는 에칭되지 않은 미처리 샘플과 같거나 또는 그보다 양호한 성질을 가졌으며, 슬라이딩 성능은 모두 미처리 샘플 및 통상적으로 황삭 처리된 샘플보다 현저히 개선되었다.
출력(%) 해상도(%) 출발 토크(g·m)
실시예 4-1 105 105 90
실시예 4-2 103 103 90
실시예 4-3 100 100 90
미처리 샘플 100(기준) 100(기준) 170
통상적으로 황삭처리된 샘플 95 93 100
실시예 6
표 5의 에칭 용액과 표 6의 킬레이트제로 이루어지는 표면 개질제를 사용하여, 경면 다듬질 수준으로 폴리싱된 표 5의 세라믹에 대하여 표면 개질을 50℃의 온도에서 3분 동안 행하였다. 표면의 개질 정도를 평가하기 위하여, 개질 전후의 중심선 평균 조도[Ra(nm)]를 측정하였으며, 그 결과를 표 6에 기재하였다. 중심선 평균 조도[Ra(nm)]는 실시예 1에서와 같은 방법으로 측정하였다.
비교예 3
비교를 위하여, 킬레이트제가 개질제에 함유되지 않았다고 하는 것을 제외하고는 실시예 6에서와 같이 처리된 경우의 Ra(nm)를 측정하여 표 5에 기재하였다. 여기에서, 표에 표시된 ○는 표면 개질 전의 상태를 나타내며 ●는 비교예를 나타낸다. 에칭 용액은 여러 가지 화학 물질을 함유하는 수용액이었으며, 용액을 포함하는 화학 물질이 100%의 순도를 기준으로 괄호 속의 조성비가 되도록 조제하였다. 사용되었던 화학 물질 및 에칭 용액은 물론 킬레이트제의 조성비가 괄호 속에 기재되어 있다.
표 5 및 표 6으로부터, 에칭 용액만으로 표면 개질한 것에 비하여, 즉 비교예의 Ra에 비하여, 킬레이트제를 함유하는 본 발명의 표면 개질제를 이용한 경우의 Ra에 있어서 현저한 개선이 있음이 명백하다.
실시예 번호 세라믹 재료 에칭액
6-1 ○ CaO-MgO-TiO2세라믹 -
6-2 ● CaO-MgO-TiO2세라믹 과산화수소(1), 아세트산(0.3), 암모니아(0.8)
6-3 CaO-MgO-TiO2세라믹 과산화수소(1), 아세트산(0.3), 암모니아(0.8)
6-4 CaO-MgO-TiO2세라믹 과산화수소(1), 암모니아(0.5)
실시예 번호 킬레이트제* Ra(nm)
6-1 ○ - 0.8
6-2 ● - 5.0
6-3 비스무티올 Ⅱ(1/5000) (C8H5KN2S3) 12.5
6-4 시트르산(1/20) 11.0
실시예 7
확산 성분을 함유하는 원료(A)로서 평균 입경 3.5 ㎛의 탄산칼슘 50 중량%및 평균 입경 4.0 ㎛의 탄산마그네슘 4 중량%를, 상기 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분을 함유하는 원료(B)로서 평균 입경 0.8㎛의 산화티타늄 46 중량%를 계량해서 나눈 후에, 혼합, 프리베이킹, 파쇄, 몰딩 및 소결에 의한 분말 야금법으로 슬라이딩 부재용의 CaO-MgO-TiO2세라믹을 제조하였다. 이 경우의 주생성물 및 그 양이 표 7에 기재되어 있다.
나아가, 일단 전술한 세라믹의 특정 표면을 경면 다듬질 수준으로 폴리싱하고, 과산화수소, 암모니아 및 아세트산을 100% 순도를 기준으로 1:1:0.25의 조성비로 함유하는 수용액 조성을 갖는 에칭액을 사용하여 50℃의 온도에서 3분 동안 화학적 에칭을 행하였다.
AFM(디지탈 인스트루먼츠사제, 원자간력 현미경 Nanscope 3)을 사용하여 베어링 표면의 상태를 조사하고, 베어링 표면의 총 표면적에 대한 각 돌출부의 정점들의 표면의 총 표면적의 비율(Sa) 및 돌출부들의 정점들의 표면의 평균 직경(Da)을 측정하였다. 그 결과는 표 7에 기재되어 있다.
비교예 4
원료(A)로서 평균 입경 1.5 ㎛의 탄산칼슘 58 중량%와, 원료(B)로서 평균 입경 1.5㎛의 산화티타늄 42 중량%를 계량하여 나누고, 실시예 7에서와 같은 분말 야금법에 의해 슬라이딩 부재용의 세라믹을 얻었다. 이 경우의 주 생성물 및 그 양이 표 7에 기재되어 있다.
표 7로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 자기 헤드는 화학적 에칭에 있어서 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들을 갖는 세라믹을 사용하며, 특히 CaO-MgO-TiO2세라믹을 사용하면, 경면 다듬질된 베어링 표면에 형성되는 요철 표면의 각 돌출부의 정점이 거의 평탄한 표면이 되게 할 수 있고, 슬라이딩 중에 슬라이딩 부재와 자기 기록 매체 사이에 양호한 공기 흐름을 확보할 수 있으며, 따라서, 자기 기록 매체가 고속으로 회전하는 고밀도 FDD와 HDD에 대하여 양호한 자기적 성질 및 슬라이딩 성능을 모두 실현할 수 있다.
생성된 양(%)
생성물 실시예 7 비교예
CaTiO3 83 100
CaTi2O5 1 0
CaTi4O9 5 0
MgTiO3 3 -
MgTi2O5 8 -
Da(㎛) 5.0 -
Sa(%) 17 -
본 발명에 의하면, 일단 자기 헤드를 조립하여 자기 기록 매체와 마주하는 슬라이딩 부재의 베어링 표면과 코어 부재를 경면 다듬질 수준으로 폴리싱하여, 예컨대 2.0 nm 이하의 평균 조도(Ra)를 갖도록 한 후, 산화제와 산 및 알칼리를 함유하는 수용액으로 구성되는 에칭액으로 화학적 에칭을 행함으로써, 다듬질 및 연삭되어 래핑 잔류층이 제거된 코어의 매끄러운 표면 특성을 전혀 변화시키지 않고서, 슬라이딩 부재의 베어링 표면에 미세한 요철이 있는 표면을 형성하고, 또 미세한 요철이 있는 상기 표면의 각 돌출부의 정점을 거의 평탄하게 할 수 있다.
즉, 미세한 요철이 있는 표면의 각 돌출부의 정점이 거의 평탄한 본 발명의 자기 헤드로는 슬라이딩 중에 베어링 표면과 기록 매체 사이의 공기 흐름을 개선할 수 있고, 특히 기록 매체가 고속으로 회전하는 고밀도 FD 드라이브에 있어서 양호한 자기적 성질과 슬라이딩 성질 모두를 얻을 수 있다.
더욱이, 프리베이킹 및 소결 중에 확산하는 확산 성분과 상기 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분 모두의 원료 물질의 평균 입경을 필요에 따라 조절하고 이들을 분말 야금법으로 세라믹으로 형성함으로써, 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들이 존재하는 슬라이딩 부재용 세라믹을 얻을 수 있다.
결국, 여러 형태의 화합물 상들의 혼합물인 세라믹은 각각의 화합물 상들의 화학적 결합의 안정성 때문에 다른 에칭 성질을 가지며, 경면 다듬질 수준으로 폴리싱된 베어링 표면이 에칭되면 각 돌출부의 정점이 거의 평탄한 표면인 거친 요철 표면이 쉽게 형성될 수 있으며, 결과적으로 슬라이딩 중에, 슬라이딩 부재와 자기 기록 매체가 서로 마주하는 베어링 표면에서의 공기 흐름이 양호하여 슬라이딩 부재용 세라믹의 슬라이딩 성질을 향상시킨다.
나아가, 일정량의 킬레이트제를 본 발명의 에칭액에 첨가하고 에칭을 행하여 그 에칭 중에 발생된 양이온이 킬레이트제에 의해 에칭액 안에 포획되도록 함으로써 원하는 표면 개질의 효율을 개선할 수 있다.

Claims (19)

  1. 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들을 갖는 다결정 비자성 세라믹으로 제조된 슬라이딩 부재와 코어 부재를 구비하고, 자기 기록 매체와 마주하는 상기 코어 부재의 베어링 표면의 중심선 평균 조도(Ra)는 3.0 nm 이하이며, 상기 슬라이딩 부재는 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 3.0 nm를 초과하는 미세한 요철이 있는 표면으로 이루어지고, 각 돌출부의 정점은 거의 편평한 표면이며, 각 돌출부의 정점의 표면의 평균 직경(Da)은 2 ㎛ 내지 10 ㎛이고, 상기 코어 부재의 표면의 높이는 상기 슬라이딩 부재의 각 돌출부의 정점에 있는 실질적으로 편평한 표면의 높이와 동일 평면 상에 있는 자기 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 부재의 베어링 표면의 총 표면적에 대한 각 돌출부의 정점의 표면의 총 표면적의 비율(Sa)이 10% 내지 70%인 것인 자기 헤드.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 자기 기록 매체와 마주하는 상기 코어 부재의 베어링 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 2.0 nm 이하이고, 래핑 잔류층이 제거된 것인 자기 헤드.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 다결정 비자성 세라믹은 CaO-TiO2계 또는 CaO-MgO-TiO2-SiO2-Al2O3계로부터 선택되는 것인 자기 헤드.
  8. 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들을 갖는 다결정 비자성 세라믹으로 제조된 슬라이딩 부재와 코어 부재를 구비한 자기 헤드를 제조하는 방법으로서, 산화제와 산 및 알칼리를 함유하는 에칭액을 사용하여, 자기 기록 매체와 마주하는 상기 슬라이딩 부재의 베어링 표면을 미세한 요철이 있는 표면으로 만들고, 각 돌출부의 정점이 거의 편평한 표면이 되도록 하는 것인 자기 헤드 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 에칭 성질이 다른 2 이상의 화합물 상들을 갖는 다결정 비자성 세라믹으로 제조된 슬라이딩 부재와 코어 부재를 구비한 자기 헤드를 제조하는 방법으로서, 에칭액과 킬레이트제를 사용하는 화학적 에칭법을 이용하여, 자기 기록 매체와 마주하는 상기 슬라이딩 부재의 베어링 표면을 미세한 요철이 있는 표면으로 만들고, 각 돌출부의 정점이 거의 편평한 표면이 되도록 하는 것인 자기 헤드 제조 방법.
  12. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 코어 부재와 상기 슬라이딩 부재의 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면을 평균 표면 조도(Ra)가 3.0 nm 이하로 되도록 폴리싱한 후에 화학적 에칭을 행하는 것인 자기 헤드 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 폴리싱 수단으로서 다이아몬드 자유 연마 입자를 사용하여 2 단계의 래핑을 행함으로써, 상기 코어 부재의 평균 표면 조도(Ra)가 2.0 nm 이하로 되도록 하고 래핑 잔류층을 제거하는 것인 자기 헤드 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 두번째 래핑시 폴리싱 수단으로서 사용되는 다이아몬드 자유 연마 입자의 평균 입경이 0.5 ㎛ 이하인 것인 자기 헤드 제조 방법.
  15. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 다결정 비자성 세라믹은 적어도, 가열시 확산하는 확산 성분으로서의 원료(A)와, 가열시 상기 확산 성분이 확산해 들어가게 되는 성분으로서의 원료(B)로 이루어진 초기 분말로부터 분말 야금법에 의해 제조되며, 상기 원료(A)의 평균 입경이 상기 원료(B)의 평균 입경보다 큰 것인 자기 헤드 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 원료(A)의 평균 입경은 상기 원료(B)의 평균 입경의 2배 이상인 것인 자기 헤드 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 원료(A)는 CaO, Al2O3, MnO, NiO, MgO 및 이들 산화물의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원료이고, 상기 원료(B)는 TiO2, Al2O3, SiO2, C 및 이들 산화물과 원소의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 원료인 [상기 원료(A)와 상기 원료(B)가 동일하지 않은 경우] 것인 자기 헤드 제조 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 에칭액 중 하나는 a) 산화제를 함유하는 용액, b) 산화제와 산을 함유하는 용액, c) 산화제와 알칼리를 함유하는 용액, 그리고 d) 산화제와 산 및 알칼리를 함유하는 용액 중에서 선택되는 것인 자기 헤드 제조 방법.
  19. 제8항 또는 제11항에 있어서, 자기 기록 매체와 마주하는 상기 코어 부재의 베어링 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 3.0 nm 이하이고, 상기 슬라이딩 부재는 자기 기록 매체와 마주하는 베어링 표면의 중심선 평균 조도(Ra)가 3.0 nm를 초과하는 미세한 요철이 있는 표면으로 이루어지며, 각 돌출부의 정점은 거의 편평한 표면이고, 각 돌출부의 정점의 표면의 평균 직경(Da)은 2 ㎛ 내지 10 ㎛이며, 상기 코어 부재의 표면의 높이는 상기 슬라이딩 부재의 각 돌출부의 정점에 있는 실질적으로 편평한 표면의 높이와 동일 평면 상에 있는 것인 자기 헤드 제조 방법.
KR10-2000-7003049A 1998-07-24 1999-07-23 자기 헤드와 그 제조 방법 KR100369872B1 (ko)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10/225428 1998-07-24
JP10225428A JP2000048337A (ja) 1998-07-24 1998-07-24 磁気ヘッドとその製造方法
JP10/262399 1998-08-31
JP10262399A JP2000072527A (ja) 1998-08-31 1998-08-31 摺動部材用磁器及びその製造方法
JP10/334498 1998-11-25
JP10334498A JP2000163728A (ja) 1998-11-25 1998-11-25 磁気ヘッドとその製造方法
JP11/94775 1999-04-01
JP9477599A JP2000281470A (ja) 1999-04-01 1999-04-01 セラミックスの表面改質剤

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010024233A KR20010024233A (ko) 2001-03-26
KR100369872B1 true KR100369872B1 (ko) 2003-01-30

Family

ID=27468257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-7003049A KR100369872B1 (ko) 1998-07-24 1999-07-23 자기 헤드와 그 제조 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6411464B1 (ko)
EP (1) EP1018110A1 (ko)
KR (1) KR100369872B1 (ko)
CN (1) CN1114901C (ko)
ID (1) ID30074A (ko)
MY (1) MY121366A (ko)
TW (1) TW520490B (ko)
WO (1) WO2000005711A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218465B1 (en) * 2002-06-28 2007-05-15 Seagate Technology Llc Magnetic media patterning via contact printing utilizing stamper having magnetic pattern formed in non-magnetic substrate
US7649711B2 (en) * 2004-10-29 2010-01-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Double notched shield and pole structure for stray field reduction in a magnetic head
US7616403B2 (en) * 2004-10-29 2009-11-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Winged design for reducing corner stray magnetic fields
DK2307938T3 (da) 2008-06-26 2013-12-16 Belparts Strømningsstyresystem
EP3255689B1 (en) 2015-02-04 2019-12-04 Sumitomo Chemical Company Limited Method for manufacturing niobate-system ferroelectric thin film device
US9990944B1 (en) * 2017-02-28 2018-06-05 International Business Machines Corporation Tunnel valve magnetic tape head for multichannel tape recording
US10062398B1 (en) 2017-02-28 2018-08-28 International Business Machines Corporation Magnetic head having arrays of tunnel valve read transducers
US11389924B2 (en) * 2018-06-18 2022-07-19 Seagate Technology Llc Methods of lapping while heating one or more features, and related sliders, row bars, and systems
US11331765B1 (en) 2019-04-12 2022-05-17 Seagate Technology Llc Methods of lapping a substrate while heating at least a portion of the substrate, and related substrates and systems
CN110480422A (zh) * 2019-08-08 2019-11-22 浙江通达磁业有限公司 高频磁芯毛坯的表面处理工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836852A (ja) * 1994-07-21 1996-02-06 Minebea Co Ltd 浮動型磁気ヘッドの表面仕上げ方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355157A (ja) * 1986-08-26 1988-03-09 日本電気株式会社 磁器組成物
JPH0719459B2 (ja) * 1987-12-03 1995-03-06 日立金属株式会社 浮動型磁気ヘッド
US5010429A (en) 1988-11-22 1991-04-23 Hitachi Metals, Ltd. Floating magnetic head having improved static friction coefficient
JPH02310869A (ja) * 1989-05-24 1990-12-26 Hitachi Metals Ltd 浮動型磁気ヘッドの製造方法
US5079657A (en) * 1990-02-15 1992-01-07 Applied Magnetics Corporation Textured air bearing surface
JP3092686B2 (ja) * 1992-08-19 2000-09-25 コマッグ・インコーポレイテッド 磁気記録ヘッドスライダ及びその製造方法
US5774303A (en) * 1995-03-24 1998-06-30 Stormedia, Inc. Sputter induced micro-texturing enhancement for magnetic head structures
JP3300266B2 (ja) * 1997-11-06 2002-07-08 株式会社日立製作所 磁気ディスク装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0836852A (ja) * 1994-07-21 1996-02-06 Minebea Co Ltd 浮動型磁気ヘッドの表面仕上げ方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW520490B (en) 2003-02-11
CN1114901C (zh) 2003-07-16
ID30074A (id) 2001-11-01
MY121366A (en) 2006-01-28
US6411464B1 (en) 2002-06-25
CN1274458A (zh) 2000-11-22
KR20010024233A (ko) 2001-03-26
EP1018110A1 (en) 2000-07-12
WO2000005711A1 (en) 2000-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3734745B2 (ja) 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法およびそれを用いて得られる磁気記録媒体用ガラス基板
JP4185266B2 (ja) 情報記録媒体用基板の製造方法
US7727407B2 (en) Amorphous material processing method
EP0263512B1 (en) Glass substrate for a magnetic disc and process for its production
JP4273475B2 (ja) 研磨用組成物
JP4920819B2 (ja) 研磨用組成物およびそれを用いたメモリーハードディスクの製造方法
KR100369872B1 (ko) 자기 헤드와 그 제조 방법
JP4439755B2 (ja) 研磨用組成物およびそれを用いたメモリーハードディスクの製造方法
US6261476B1 (en) Hybrid polishing slurry
US5695387A (en) CSS magnetic recording head slider and method of making same
KR20020056914A (ko) 표면을 평탄화하는 조성물 및 방법
JP2006099847A (ja) 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法
JP2002237030A (ja) 情報記録媒体用基板及びその製造方法
US20030077983A1 (en) Cleaning polish etch composition and process for a superfinished surface of a substrate
US5833871A (en) Method of finishing the surface of a floating type magnetic head
CN104137182B (zh) 磁盘用玻璃基板的制造方法和磁盘的制造方法
JP4104335B2 (ja) 微小突起の低減方法
JP3472687B2 (ja) 磁気ディスク基板の製造方法
US5824386A (en) Zirconia disk substrate having high surface finish
JP2982357B2 (ja) 浮動型磁気ヘッドスライダ用セラミック組成物及びそれを用いた浮動型磁気ヘッド
JP2000163728A (ja) 磁気ヘッドとその製造方法
JP3404772B2 (ja) 浮動型磁気ヘッドの製造方法
JPH05166321A (ja) 浮動型磁気ヘッドの製造方法
JP2000048337A (ja) 磁気ヘッドとその製造方法
JPH09265618A (ja) 浮動型磁気ヘッド及び浮動型磁気ヘッドの表面仕上げ方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070110

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee