KR19990071371A - 부상 헤드 슬라이더 및 기록 디스크 장치 - Google Patents

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가쓰히사 하나모또
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마사끼 가메야마
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아끼구사 나오유끼
후지쓰 가부시끼가이샤
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    • 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
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
    • G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion

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Abstract

본 발명은 헤드 슬라이더의 자세 변화가 예상되는 경우라도 헤드 슬라이더에 지지되는 헤드 소자를 가능한 한 디스크면에 가깝게 할 수가 있는 부상 헤드 슬라이더를 제공한다.
부상 헤드 슬라이더(15)에는 자기 헤드 소자가 매입되는 아우터레일(26b)의 ABS면에 절결 홈(36)이 형성된다. 부상 헤드 슬라이더(15)가 디스크면(12)으로부터 부상하면, 보호막(22)이 디스크면(12)에 가장 접근한 앞으로 기운 자세를 취한다. 이 때에 부상 헤드 슬라이더(15)가 롤각(B)으로 롤하여도 절결 홈(36)에 의해서 보호막(22)이 디스크면(12)에 접근하지 않는다. 그 결과 디스크면(12)에 자기 헤드 소자를 극력 접근시킬 수가 있게 된다.

Description

부상 헤드 슬라이더 및 기록 디스크 장치
본 발명은 하드 디스크 드라이브(HDD)에서 대표되는 기록 디스크 장치에 사용되는 부상 헤드에 관한 것으로, 특히 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 슬라이더 본체 단면에 지지되는 헤드 소자를 구비하는 부상 헤드 슬라이더에 관한 것이다.
예를 들어 HDD에서는 자기 디스크면에 접촉하지 않고 자기 디스크면의 자계의 방향을 변경시키든지 자계의 기울기를 검출하든지 하는 부상 헤드가 널리 사용되고 있다. 이러한 부상 헤드에서는 회전하는 자기 디스크의 표면에 발생하는 기류가 헤드 슬라이더를 부상시킨다. 헤드 슬라이더의 부상량이 적어지면 적어질수록 헤드 슬라이더에 탑재된 자기 헤드 소자가 디스크면에 접근하고, 고밀도의 정보 기록을 실현할 수가 있다.
부상 헤드에서는 예를 들어 일본국 특개평 9-293223호 공보에 개재된 바와 같이 자기 헤드 소자가 보호막으로 덮힌다. 따라서 부상한 헤드 슬라이더의 자세가 변화하면, 자기 헤드 소자보다도 보호막이 디스크면에 접근해 버리는 일이 있다. 이러한 자세 변화시에 보호막이 디스크면에 충돌하는 것을 회피하기 위해서는 자세 변화시에 보호막이 과도하게 디스크면에 접근하는 것을 고려해서 헤드 슬라이더의 부상량에 여분의 마진을 설정하여야 한다. 그 결과 헤드 슬라이더가 양호한 자세를 유지하고 있을 경우라도 마진이 큰 만큼 자기 헤드 소자가 디스크면으로부터 멀어져 버리게 된다.
본 발명은 상기 실상에 비추어 이루어진 것으로서, 헤드 슬라이더의 자세 변화가 예상되는 경우라도 헤드 슬라이더에 지지되는 헤드 소자를 가능한 한 디스크면에 가깝게 할 수가 있는 부상 헤드 슬라이더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 하드 디스크 장치(HDD)의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 부상 헤드 슬라이더의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더의 세부 구조를 나타내는 도면.
도 4는 부상 헤드 슬라이더의 기류 하류측 단면을 나타내는 일부 확대도.
도 5는 도 4의 5-5선을 따른 자기 헤드 소자의 확대 단면도.
도 6은 부상 헤드 슬라이더의 하류측으로부터 본 코일의 확대 평면도.
도 7은 제 1 실시예에 의한 절결 홈의 복수의 형태를 나타내는 사시도.
도 8은 롤각(B)을 나타내는 부상 헤드 슬라이더의 개략 단면 사시도.
도 9는 아우터레일의 ABS면의 평면도.
도 10은 피치각(θ)을 나타내는 부상 헤드 슬라이더의 개략 측면도.
도 11은 롤각(B)을 일정하게 유지시키면서 피치각(θ)을 변화시켰을 때에 생기는 갭 레벨에 대한 보호막 최저 레벨의 위치 변화를 나타내는 그래프.
도 12는 웨이퍼 기판을 나타내는 확대 사시도.
도 13은 웨이퍼 기판으로부터 절출된 웨이퍼바의 사시도.
도 14는 웨이퍼 기판 상에 형성된 자기 헤드 소자의 구조를 나타내는 도면.
도 15는 부상 헤드 슬라이더의 제조 공정을 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더의 세부 구조를 나타내는 사시도.
도 17은 제 2 실시예에 의한 절결 홈의 복수의 형태를 나타내는 사시도.
도 18은 정왜곡을 나타내는 부상 헤드 슬라이더의 개략 단면 사시도.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더의 세부 구조를 나타내는 사시도.
도 20은 제 3 실시예에 의한 절결 홈의 복수의 형태를 나타내는 사시도.
도 21은 역왜곡을 나타내는 부상 헤드 슬라이더의 개략 단면 사시도.
도 22는 제 2 및 제 3 실시예에 의한 절결 홈을 적당하게 조합시킨 부상 헤드 슬라이더의 세부 구조를 나타내는 사시도.
(부호의 설명)
10 하드 디스크 장치(HDD),
12 디스크로서의 자기 디스크,
20 슬라이더 본체,
21 헤드 소자로서의 자기 헤드 소자,
22 보호막,
26a 레일로서의 이너레일,
26b 레일로서의 아우터레일,
27 슬라이더 본체의 ABS면,
28 슬라이더 본체의 ABS면,
31 흡착 방지 돌기,
32 기류,
35 경계,
36,70, 75 절결 홈,
37 보호막 단면,
57 바이어스 코일 패턴,
71 레일 내측면,
76 레일 외측면
상기 목적을 달성하기 위해서 제 1 발명에 의하면 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 슬라이더 본체 단면에 지지되는 헤드 소자와, 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더가 제공된다.
또 제 2 발명에 의하면, 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크면에 대향하는 부상면에 배열되는 2가닥의 레일과, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 적어도 1가닥의 레일 단면에 지지되는 헤드 소자와, 레일 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더가 제공된다.
제 1 및 제 2 발명의 어느 부상 헤드 슬라이더를 사용하여도 슬라이더 본체의 자세가 변화할 때에 헤드 소자보다도 디스크에 가까워져 버리는 보호막의 크기가 절결 홈에 의해서 최소한으로 억제된다. 그 결과 슬라이더 본체의 자세 변화를 고려하여도 헤드 소자를 가능한 한 디스크의 디스크면에 접근시킬 수가 있게 된다. 또한 슬라이더 본체 및 보호막의 경계에서 절결 홈이 종결되므로, 슬라이더 본체를 제거할 일이 없어, ABS면이 발생해야 할 부상력에 큰 변화를 생기게 할 일도 없다.
상기 절결 홈은 상기 헤드 소자로부터 분리됨에 따라서 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 크게 하는 것이 바람직하다. 그 결과 슬라이더 본체가 롤(기류 방향을 따른 축 둘레로 회전)하여도 평상시 보호막과 디스크면 사이에 양호한 간격을 유지시킬 수가 있다.
상기 슬라이더 본체는 슬라이더 본체의 ABS면에 디스크면과 슬라이더 본체의 흡착을 방지하는 흡착 방지 돌기를 구비하여도 좋다. 이러한 흡착 방지 돌기를 구비할 경우에, 흡착 방지 돌기와 디스크면과의 충돌을 회피하기 위해서 부상 헤드 슬라이더를 앞으로 기울어지게 하든지 롤시키든지 할 것이 요구된다. 따라서 이러한 경우에 본 발명에 의한 절결 홈은 특히 양호한 효과를 발휘할 수가 있다.
또한 제 3 발명에 의하면 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크면에 대향하는 부상면에 배열되는 2가닥의 레일과, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 적어도 1가닥의 레일 단면에 지지되는 헤드 소자와, 2가닥의 레일 단면을 포함하는 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측 2가닥의 레일에서는 보호막의 ABS면에 절결 홈이 생기는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더가 제공된다.
이러한 부상 헤드 슬라이더에 의하면 슬라이더 본체의 자세 변화뿐만 아니라 슬라이더 본체의 왜곡으로 인한 부상량 변화의 영향을 가능한 한 억제시킬 수가 있다. 예를 들어 슬라이더 본체의 정왜곡에 의해서 슬라이더 본체의 폭 방향의 외측에서 부상량이 클 경우에, 상기 절결 홈은 상기 ABS면에 교차하는 평면을 형성하는 2개의레일 내면측에 면하면 된다. 그 결과 정왜곡의 영향으로 헤드 소자보다도 디스크에 가까워져 버리는 슬라이더 본체 폭 방향 내측의 보호막의 크기가 절결 홈에 의해 최소한으로 억제된다. 그 결과 슬라이더 본체의 정왜곡을 고려하여도 헤드 소자를 가능한 한 디스크의 디스크면에 접근시킬 수가 있게 된다. 또한 슬라이더 본체 및 보호막의 경계에서 절결 홈이 종결되므로, 슬라이더 본체를 제거하는 일이 없고, ABS면이 발생해야 할 부상력에 큰 변화를 생기게 할 일도 없다. 이러한 경우에 상기 절결 홈은 상기 슬라이더 본체의 내측을 향하도록 하면서, 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 커지게 하는 것이 바람직하다.
그 한쪽으로 예를 들어 슬라이더 본체의 역왜곡에 의해서 슬라이더 본체 폭방향의 내측에서 부상량이 클 경우, 상기 절결 홈은 상기 ABS면에 교차하는 평면을 형성하는 2개의 레벨 외측면에 붙이면 된다. 그 결과 역왜곡의 영향에 의해서 헤드 소자보다도 디스크에 가깝게 되어버리는 슬라이더 본체 폭방향 외측의 보호막의 크기가 절결 홈에 의해서 최소한으로 억제된다. 그 결과 슬라이더 본체의 역왜곡을 고려하여도 헤드 소자를 가능한 한 디스크의 디스크면에 접근시킬 수가 있게 된다. 또한 슬라이더 본체 및 보호막의 경게에서 절결 홈이 중단되므로 슬라이더 본체를 잘라낼 수가 없고, ABS면이 발생해야 할 부상력에 큰 변화를 생기게 할 수도 없다. 이러한 경우, 상기 절결 홈은 상기 슬라이더 본체의 외측을 향함에 따라서 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 크게 하는 것이 바람직하다.
상술한 부상 헤드 슬라이더에서는 헤드 소자는 코일 중심을 향해서 바이어스 코일 패턴을 구비하여도 좋다. 이러한 바이어스 코일 패턴에 의하면 상술한 절결 홈에 대해서 코일 패턴을 바이어스시킴으로써 절결 홈과 코일 패턴의 간섭을 용이하게 피할 수가 있게 된다. 그 결과 코일 패턴의 파손이나 노출을 회피하면서 절결 홈을 크게 할 수가 있다. 절결 홈을 크게 함으로써 부상 헤드 슬라이더의 부상량을 일층 저감시킬 수가 있게 된다.
이상의 부상 헤드 슬라이더는 회전하는 디스크와, 이 디스크의 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 슬라이더 본체를 지지하는 캐리지를 구비한 기록 디스크 장치에 적용될 수가 있다. 예를 들어 캐리지의 요동하면 슬라이더 본체는 디스크 상의 기록 트랙에 위치가 결정된다. 기록 디스크 장치는 하드 디스크 장치(HDD)로 대표되는 자기 디스크 외에 콘택트 스타트 스톱 방식의 광자기 디스크 장치란 것이 포함되어도 좋다.
(실시예)
이하 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 기록 자기 디스크 장치로서의 하드 디스크 장치(HDD)(10)를 나타낸다. 이러한 HDD(10)는 예를 들어 컴퓨터의 중앙 연산 장치(CPU)인 상위 호스트(11)로부터 공급되는 기입/판독 지령에 의거해서 자기 디스크(12)에 대해서 정보의 기록/재생을 실행한다. HDD(10)는 예를 들어 컴퓨터에 내장되어도 좋고, 외부 기억 장치로서 컴퓨터에 외착되어도 좋다.
HDD(10)는 정보의 기억/재생에 대응해서 디스크면의 자계의 방향을 변화시키든지 자계의 방향을 검출하든지 하는 자기 헤드 소자가 탑재된 부상 헤드 슬라이더(15)를 구비한다. 이 부상 헤드 슬라이더(15)는 캐리지(16)의 요동을 통해서 자기 디스크(12) 반경 방향으로 구동될 수가 있다. 이러한 구동의 결과 부상 헤드 슬라이더(15)는 디스크 면상의 데이터 기록 실린더(원형 트랙)(17)를 추종할 수가 있다. 캐리지(16)의 요동은 자기 회로로 구성되는 액츄에이터(18)에 의해 제어된다.
부상 헤드 슬라이더(15)는 도 2에 나타내듯이 자기 디스크(12)의 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체(20)를 구비한다. 이 슬라이더 본체(20)는 유연한 판스프링(도시 않음)을 통해서 캐리지(16)의 선단에 취부된다. 슬라이더 본체(20)의 디스크 회전 방향(R) 하류측 단면에는 자기 헤드 소자(21)가 매입된 보호막(22)이 형성된다. 자기 헤드 소자(21)는 예를 들어 자기 저항 소자나 거대 자기 저항 소자로 구성하는 것이 좋다. 슬라이더 본체(20)측에서 디스크면에 대향하는 면(23)과, 보호막(22)측에서 디스크면에 대향하는 면(24)이 협동해서 부상 헤드 슬라이더(15)의 부상면(25)을 형성한다.
부상면(25)에는 2가닥의 레일 즉 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)이 배열된다. 이들 레일(26a, 26b)은 슬라이더 본체(20)에 ABS면(Air Bearing Surface)(27)을 형성함과 동시에, 이 ABS면(27)에 연속하는 ABS면(28)을 보호막(22)으로 형성한다. 2가닥의 레일(26a, 26b) 사이에는 디스크 회전 방향(R) 하류측에서 극단으로 폭넓어지는 유통로(30)가 형성된다. ABS면(27)에는 4개의 흡착 방지 돌기(31)가 형성된다.
이러한 부상 헤드 슬라이더(15)는 자기 디스크(12)의 정지시에 디스크면에 착좌하고, 자기 디스크(12)의 회전시에는 디스크면으로부터 부상한다. 자기 디스크(12)가 회전을 시작하면 디스크면에서는 디스크 회전 방향을 따라서 기류(32)가 발생한다. 이 기류(32)는 슬라이더 본체(20)를 따라서 흘러 ABS면(27, 28)에 작용하여, 부상 헤드 슬라이더(15)의 부력을 발생시킨다. 그 한편에서 슬라이더 본체(20)를 따라서 흐르는 기류(32)가 유통로(30)를 통과하면, 유통로(30)에 부압이 발생한다. ABS면(27, 28)이 발생시키는 부력과 유통로(30)가 발생시키는 부압과의 밸런스가 부상 헤드 슬라이더(15)의 부상량이나 슬라이더 본체(20)의 자세를 결정하게 된다.
이 실시예에서는 기류(32)의 상류측에서 하류측보다도 부상량이 큰 앞으로 기운 자세를 슬라이더 본체(20)로 잡도록 하고 있다. 이러한 자세에 의하면 기류(32) 하류측에서 슬라이더 본체(20) 단면에 지지되는 자기 헤드 소자(21)를 디스크면에 가깝게 하여도 ABS면(27)으로부터 돌출하는 흡착 방지 돌기(31)가 디스크면에 잘못해서 충돌하는 것을 피할 수 있다. 따라서 흡착 방지 돌기(31)의 존재에 관계없이 자기 헤드 소자(21)를 디스크면에 극력 접근시킬 수가 있게 된다. 슬라이더 본체(20)의 자세는 ABS면(27, 28)이나 유통로(30)의 형상 등을 조정함으로써 제어된다.
자기 디스크(12)의 정지시에는 ABS면(27)에 형성된 흡착 방지 돌기(31)가 디스크면 상의 윤활유막에 접촉한다. 그 결과 ABS면(27, 28)이 직접 윤활유막에 접촉하는 일이 없어 윤활유막의 흡착력이 약해져서 부상 헤드 슬라이더(15)에 작용하게 된다. 따라서 자기 디스크(12)가 회전을 시작하면 부상 헤드 슬라이더(15)는 곧바로 부상할 수가 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더(15)의 세부 구조를 나타낸다. 이 부상 헤드 슬라이더(15)에서는 슬라이더 본체(20) 및 보호막(22)의 경계에서 기류(32)의 하류측에서 보호막(22)의 아우터레일(26b)측 ABS면(28) 측에 절결 홈(36)이 형성된다. 이 절결 홈(36)에서는 자기 헤드 소자(21)의 갭으로부터 멀어짐에 따라서 ABS면(28)에 교차하는 보호막 단면(37)으로부터의 깊이(d)가 커지고 있다.
도 4로부터 분명하여지듯이 보호막 단면(37)에는 자기 헤드 소자(21)에서 판독된 정보 신호가 출력되는 1쌍의 기입용 단자 패드(40)와, 자기 헤드 소자(21)로 기입되는 정보 신호를 공급하는 1쌍의 판독용 패드 단자(41)가 설치된다. 각 단자 패드(40, 41)는 금볼(42)을 통해서 플랙시블 배선 패턴(43)에 형성된 입출력 패드(44)에 전기적으로 접속된다.
도 5로부터 분명하여지듯이 자기 헤드 소자(21)는 정보의 판독시에 자기 디스크(12) 표면의 자계를 검출하는 자기 저항(MR)층(46)과, 정보의 기입시에 자기 디스크(12) 표면을 향해서 자계를 발생하는 기입용 갭(47)을 구비한다. MR층(46)은 상부 실드층(48)과 하부 실드층(49) 사이에 배치된다. 기입용 갭(47)은 코일(50)의 움직임에 따라서 상부 자극층(51)에 생성되는 자계를 자기 디스크(12) 표면에 작용시킨다. 이러한 자기 헤드 소자(21)는 알루미나 티타늄 카바이드(Al2O3TiC)제의 슬라이더 본체(20) 표면에 형성된 알루미나(Al2O3)막(52)과, 이 알루미나막(52) 표면에 형성되는 알루미나막(53)에 의해서 삽입된다. 알루미나막(52, 53)은 보호막(22)을 구성하게 된다.
도 6에 나타내듯이 코일(50)은 코일 중심에 배치된 자극(55) 후단 결합부로부터 나선 형상으로 외방으로 뻗은 배선 패턴(56)에 의해서 형성된다. 배선 패턴(56)은 코일 중심을 향해서 바이어스 코일 패턴(57)을 구비한다. 이 바이어스 코일 패턴(57)은 절결 홈(36)에 대해서 배치된다. 이러한 바이어스 코일 패턴(57)의 배치에 따라서 상부 실드층(48) 및 하부 실드층(49)의 확장부에는 코일 중심을 향해서 바이어스한 홈(48a, 49a)이 형성된다. 이러한 코일(50)에 의하면 절결 홈(36)에 의해서 보호막(22)이 제거될 경우에, 배선 패턴(56)의 파손을 극력 회피할 수가 있게 된다. 또한 상부 및 하부 실드층(48, 49)이 보호막(22)으로부터 노출하는 것을 회피할 수가 있다.
상술한 절결 홈(36)은 도 7에 나타내듯이 다양한 형태를 취할 수가 있다. 예를 들어 도 7a에 나타내듯이 아우터레일(26b)이 유통로(30)의 깊이까지 완전히 절단되어서 절결 홈(36a)이 형성되어도 좋고, 도 7b에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이까지 도달하기 이전에 절결 홈을 종료시켜서 절결 홈(36b)이 형성되어도 좋다. 또 도 7c에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이보다도 깊게 절결 홈(36c)이 형성되어도 좋고, 도 7d에 나타내듯이 절결 홈(36d)에 경사를 주어도 좋다.
이제 도 8에 나타내듯이 디스크면에 대해서 롤각(B)으로 부상 헤드 슬라이더(15)가 경사져 있는 경우를 고려한다. 롤각(B)이란 슬라이더 본체(20)가 기류(32) 방향을 따라 축 둘레로 회전하는 각도를 일컫는 것으로 하자. 이러한 롤각(B)의 경사는 예를 들어 부상 헤드 슬라이더(15)가 디스크 반경 방향으로 이동하고, 슬라이더 본체(20)에 대한 기류(32)의 방향이 변할 때 등에 생기는 일이 있다. 또한 예를 들어 본 실시예와 같이 아우터레일(26b)에만 자기 헤드 소자(21)가 매입될 경우에는 항상 슬라이더 본체(20)에 롤각(B)의 경사 자세를 취하게 하고, 이너레일(26a)측에 비해서 아우터레일(26b)측을 자기 디스크(12)의 디스크면에 접근시키는 것이 바람직하다. 유출단에 가장 가까운, 즉 기류의 가장 하류측에 배치된 이너레일(26a) 상의 흡착 방지 돌기(31)의 충돌을 피하면서 자기 헤드 소자(21)를 디스크면에 극력 접근시킬 수가 있기 때문이다. 반대로 이너레일(26a)에만 자기 헤드 소자가 매입될 경우에는 아우터레일(26b) 측에 비해서 이너레일(26a) 측을 디스크면에 접근시킬 수도 있다. 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)중에서 어느 하나를 디스크면에 의해 접근시킬지는 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)의 부상면의 면적에 의해 좌우된다. 면적이 작은 레일측이 디스크면에 의해 접근하게 된다.
도 8로부터 분명하여지듯이 절결 홈(36)의 존재에 의해서 종래의 형상(점선 부분)에 비해서 자기 헤드 소자(21)의 높이 레벨로부터 하방으로 넓어지는 보호막(22)이 제거된 것이 이해된다. 일반적으로 부상 헤드 슬라이더(15)의 부상량을 설정함에 있어서는 최대 롤각(B)에서 보호막(22)이 디스크면에 가장 접근하는 위치에 대해서 최저 부상량이 설정된다. 본 실시예에 의하면 절결 홈(36)에 의해서 보호막(22)이 제거된 만큼, 최저 부상량이 설정된 위치에서 디스크면에 자기 헤드 소자(21)가 종래 이상으로 가까워질 수가 있게 된다. 그 결과 롤각(B)의 대소에 관계없이 자기 헤드 소자(21)가 디스크면에 접근할 수가 있다. 즉 자기 헤드 소자(21)의 재생 감도가 향상하게 된다.
이제 도 9에 나타내듯이 아우터레일(26b)의 모서리로부터 직선 거리(L)=50㎛, 보호막 단면(37) 즉 레일 단면으로부터 직선 거리(D)=28㎛의 위치에 자기 헤드 소자(21)의 갭이 배치된 부상 헤드 슬라이더(15)를 준비한다. 아우터레일(26b)에는 레일 단면으로부터 최대 깊이(d)=15㎛의 절결 홈(36)이 형성되어 있다. 그래서 예를 들어 도 10에 나타내듯이 부상 헤드 슬라이더(15)가 피치각(θ)의 앞으로 기운 자세를 취해서 디스크면으로부터 부상하는 경우를 가정한다. 도 11은 롤각(B)=3.25x10-5rad를 유지하면서 피치각(θ)을 변화시킬 때의 보호막(22)의 부상량을 나타내는 그래프이다.
도 11에는 자기 헤드 소자(21)의 갭을 레벨 "0(제로)"로 유지했을 때에, 그 갭 레벨로부터 디스크면에 가까워지는 보호막(22)의 최저 레벨의 위치가 플롯된다. 도 11로부터 분명하여지듯이 절결 홈이 없는 종래의 부상 헤드 슬라이더(하측의 플롯선)에서는 피치각(θ)이 크면 클수록, 바꾸어 말하면 슬라이더 본체(20)의 앞으로 기운 자세가 심하면 심할수록 갭과 보호막(22)의 최저 레벨과의 거리가 커진다. 즉 갭에 비해 보호막(22)이 디스크면에 너무 가까워지는 것을 알 수 있다. 디스크면에 너무 가까워지는 것을 알 수 있다. 이에 대해서 절결 홈을 설치한 본 실시예(상측의 플롯선)에서는 슬라이더 본체(20)의 앞으로 기운 자세가 심하여도 종래의 것에 비해서 보호막(22)이 디스크면에 가까워지지 않는다. 그 경향은 슬라이더 본체(20)의 앞으로 기운 자세가 심하면 심할수록 강해지는 것을 알 수 있다. 예를 들어 피치각(θ)=3.10x10-4rad으로 종래의 것과 본 실시예의 차는 약 4nm에 이르는 것을 알 수 있다. 따라서 예를 들어 피치각(θ)=3.10x10-4rad로 최저 부상량을 설정할 경우에는 종래보다도 약 4nm의 거리만큼 자기 헤드 소자(21)의 갭을 디스크면에 가깝게 할 수 있는 것을 알게 된다.
다음에 부상 헤드 슬라이더(15)의 제조 방법을 설명한다. 알루미나 티타늄 카바이드의 표면에 알루미나막이 형성된 웨이퍼 기판(60)을 준비한다. 이 웨이퍼 기판(60)에서는 예를 들어 도 12에 나타내듯이 알루미나막(61) 표면이 복수의 격자 블록(62)으로 구분되어 있다. 격자 블록(62)에 자기 헤드 소자(21)가 형성되면, 도 13에 나타내듯이 부상 헤드 슬라이더(15)의 폭 방향으로 연속하는 일련의 격자 블록(62)이 웨이퍼바(63)로서 절출된다.
도 14에는 1개의 격자 블록(62)에서의 웨이퍼바(63)의 절출면(63a)에 평행한 단면도를 나타낸다. 각 자기 헤드 소자(21)의 형성함에 있어, 우선 하부 실드층(FeN)(49)이나 MR층(NiFe)(46), 상부 실드층(NiFe)(48)이 알루미나막(52) 표면에 차례로 형성된다. 이어서 상부 실드층(48) 표면에 상술한 코일(50)이 프린트 형성된다. 절연층에 의해서 덮인 코일(50) 위에 상부 자극층(NiFe)(51)이 적층된다. 상부 실드층(48)과 상부 자극층(51) 사이에는 갭이 형성된다. 자기 헤드 소자(21)의 형성이 완료하면 자기 헤드 소자(21)를 덮도록 알루미나막(52) 상에 알루미나막(53)이 적층된다. 그 결과 알루미나막(52, 53)이 보호막을 형성한다. 보호막(22)의 두께는 예를 들어 35㎛로 설정된다. 보호막(22)이 너무 얇으면 보호막(22)이 벗겨지기 쉬워진다.
절출된 웨이퍼바(63)의 절출면(63a)에는 도 15a에 나타내듯이 두께 약 2nm의 SiC(탄화규소) 밀착층(70)이 스퍼터링에 의해 형성된다. 밀착층(70)의 표면에는 두께 약 30nm의 DLC(Diamond Like Carbon)층(71)이 플라즈마 CVD법에 의해서 또한 형성된다.
이어서 도 15b에 나타내듯이 DLC층(71) 표면에 포토레지스트(72)가 도포된다. 포토레지스트(72)는 도 15c에 나타내듯이 소정 패턴의 마스크를 사용해서 노광 현상된다. 포토레지스트(72)가 노광 현상된 후에, 도 15d에 나타내듯이 이온밀링이란 가공 처리를 실시해서 격자 블록(62) 마다 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)을 형성한다.
이너레일(26a)이나 아우터레일(26b)이 형성되면, 포토레지스트를 재차 도포하고, 도 15e에 나타내듯이 노광 현상을 통해서 흡착 방지 돌기(31)의 포토레지스트 패턴(74)을 형성한다. 이어서 도 15f에 나타내듯이 플라즈마 애칭이란 가공 처리를 실시해서 DLC층(71)을 제거하고, 이너레일(26a)이나 아우터레일(26b) 상에 흡착 방지 돌기(31)를 형성한다. 최후에 도 15g에 나타내듯이 각 격자 블록(62)마다 웨이퍼바(63)를 절단하면, 도 2에 나타낸 것과 같은 부상 헤드 슬라이더(15)가 얻어지게 된다.
흡착 방지 돌기(31)의 형성에는 상술한 DLC막 대신에 스퍼터링법에 의해서 막형성되는 카본막이나 수소화 카본막, 실리콘 첨가 카본막이란 아모포스(amorphous) 카본막을 사용하여도 좋다. 이러한 아몰포스 카본막을 사용하면 경도가 크므로 흡착 방지 돌기(31)가 자기 디스크면에 접촉하여도 충분한 내마모성을 제공할 수가 있다. 또한 흡착 방지 돌기(31)는 SiO2막이나 Al2O3막이란 산화물 박막이어도 좋다. 이러한 산화물 박막은 치밀하여 단단하므로, 마찬가지로 흡착 방지 돌기(31)가 자기 디스크면에 접촉하여도 충분한 내마모성을 제공할 수가 있다.
도 7a에 나타내는 절결 홈(36a)은 이너레일(26a)이나 아우터레일(26b)의 형성시에 동시에 형성될 수가 있다. 즉 도 15c에 나타내는 공정에서 사용되는 마스크로 절결 홈(36a)에 상당하는 부분이 절결 홈된 패턴을 형성하면 좋다. 이러한 패턴에 의하면 절결 홈(36a)에 상당하는 부분에서 포토레지스트(72)가 소실하고, 그 결과 이온 밀링을 한 가공 처리를 실시함으로써 아우터레일(26b)의 일각이 제거된 절결 홈(36a)이 형성되게 된다. 따라서 레일(26a, 26b)의 형성과 동일 공정으로 절결 홈(36a)을 형성할 수가 있으므로, 공정수를 늘리는 일없이 절결 홈(36a)을 형성할 수가 있다.
그 한편에서 도 7b나 도 7c에 나타내는 절결 홈(36b, 36c)을 형성하기 위해서는 유통로(30)와 다른 깊이로 아우터레일(26b)을 제거하여야 하므로 포토레지스트의 도포나 마스크, 노광, 에칭이란 일련의 처리 공정이 별도로 필요하게 된다. 예를 들어 레일(26a, 26b)의 형성전 또는 형성후에 처리 표면에 포토레지스트를 도포하고, 마스크 공정, 노광 공정, 이온 밀링에 의한 에칭 공정을 실시해서 소망 깊이의 절결 홈(36b, 36c)을 형성하는 것이다. 또 도 7d에 나타내는 절결 홈(36d)을 형성하기 위해서는 격자 블록(62)마다 웨이퍼바(63)로부터 절출된 부상 헤드 슬라이더(15)에 연마 가공을 가하면 좋다. 연마에 의해서 테이퍼 형상으로 웨이퍼 레일(26b)의 일각이 제거되면 절결 홈(36d)이 얻어지게 된다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더(15)의 세부 구조를 나타낸다.
이 부상 헤드 슬라이더(15)에서는 슬라이더 본체(20) 및 보호막(22)의 경계(35)보다 기류(32)의 하류측에서 2가닥의 레일(26a, 26b)의 보호막(22)측의 ABS면(28)에 절결 홈(70)이 형성된다. 또한 2개의 절결 홈(70)은 유통로(30)를 형성하는 2개의 레일 내측면(71)에 닿아 있다. 레일 내측면(71)은 ABS면(28)에 대해서 교차하는 평면을 형성한다. 각 절결 홈(70)에서는 슬라이더 본체(20)의 내측을 향함에 따라서 ABS면(28)에 교차하는 보호막 단면(37)으로부터의 깊이가 커지고 있다. 상술한 제 1 실시예와 마찬가지인 기능을 발휘하는 구성에는 제 1 실시예와 동일의 참조 부호가 붙여진다.
이러한 절결 홈(70)은 도 17에 나타내듯이 다양한 형태를 취할 수가 있다. 예를 들어 도 17a에 나타내듯이 각 레일(26a, 26b)이 유통로(30)의 깊이까지 완전히 제거되어 절결 홈(70a)이 형성되어도 좋고, 도 17b에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이에 달하기 이전에 절취를 종료시켜서 절결 홈(70b)이 형성되어도 좋다. 또 도 17c에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이보다도 깊게 절결 홈(70c)이 형성되어도 좋고, 도 17d에 나타내듯이 절결 홈(70d)에 경사를 주어도 좋다. 어느 형태라도 상술한 부상 헤드 슬라이더(15)의 제조 방법과 마찬가지 처리 공정에 의해서 절결 홈(70)은 형성될 수가 있다.
이제 도 18에 나타내듯이 슬라이더 본체(20)의 정왜곡에 의해서 부상 헤드 슬라이더(15)의 폭 방향 외측의 부상량이 커진 경우를 고려한다. 이 경우에, 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)에서는 자기 헤드 소자(21)에 비해서 보호막(22)의 최저 레벨(72)이 극단으로 자기 디스크(12)의 디스크면에 접근한다. 그러나 본 실시예에 의하면 절결 홈(70)에 의해서 자기 헤드 소자(21)의 레벨로부터 하방으로 넓어지는 보호막(22)이 제거된다. 그 결과 보호막(22)이 제거된 만큼 자기 헤드 소자(21)를 디스크면에 가깝게 할 수가 있게 된다. 즉 자기 헤드 소자(21)의 재생 감도가 향상하게 된다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 부상 헤드 슬라이더(15)의 세부 구조를 나타낸다. 이 부상 헤드 슬라이더(15)에서는 슬라이더 본체(20) 및 보호막(22)의 경계(35)보다 기류(32)의 하류측에서 2가닥의 레일(26a, 26b)의 보호막(22)측 ABS면(28)에 절결 홈(75)이 형성된다. 또한 2개의 절결 홈(75)은 상술한 제 2 실시예와 반대로 ABS면(28)에 대해서 교차하는 평면을 형성하는 2개의 레일 외측면(76)에 닿아있다. 각 절결 홈(75)에서는 슬라이더 본체(20)의 외측을 향함에 따라서 ABS면(28)에 교차하는 보호막 단면(37)으로부터의 깊이가 커지고 있다. 상술한 제 1 실시예와 마찬가지 기능을 발휘하는 구성에는 제 1 실시예와 동일 참조 부호가 붙여진다.
이러한 절결 홈(75)은 도 20에 나타내듯이 다양한 형태를 취할 수가 있다. 예를 들어 도 20a에 나타내듯이 각 레일(26a, 26b)이 유통로(30)의 깊이까지 완전히 제거되어서 절결 홈(75a)이 형성되어도 좋고, 도 20b에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이에 도달하기 이전에 제거를 종료시켜서 절결 홈(75b)이 형성되어도 좋다. 또 도 20c에 나타내듯이 유통로(30)의 깊이보다도 깊게 절결 홈(75c)이 형성되어도 좋고, 도 20d에 나타내듯이 경사를 주어도 좋다. 어느 형태라도 상술한 부상 헤드 슬라이더의 제조 방법과 마찬가지 처리 공정에 의해서 절결 홈(75)은 형성될 수가 있다.
이제 도 21에 나타내듯이 슬라이더 본체(20)의 역왜곡으로 부상 헤드 슬라이더(15)의 폭 방향 내측의 부상량이 커졌을 경우를 생각한다. 이 경우에 이너레일(26a) 및 아우터레일(26b)에서는 자기 헤드 소자(21)에 비해서 보호막(22)의 최저 레벨(77)이 극단으로 자기 디스크(12)의 디스크면에 접근한다. 그러나 본 실시예에 의하면 절결 홈(55)에 의해서 자기 헤드 소자(21)의 레벨로부터 하방으로 넓어지는 보호막(22)이 제거된다. 그 결과 보호막(22)이 제거된 만큼 자기 헤드 소자(21)를 디스크면에 가깝게 할 수가 있게 된다. 즉 자기 헤드 소자(21)의 재생 감도가 향상하게 된다.
일반적으로 슬라이더 본체(20)의 정왜곡이나 역왜곡을 사전에 예측하기는 어렵다.
따라서 예를 들어 도 22a∼도 22d에 나타내듯이 이너레일(26a)이나 아우터레일(26b)의 레일 내측면(71) 및 레일 외측면(76)에 절결 홈(70a∼70d)(도 17 참조)나 절결 홈(75a∼75d)(도 20 참조) 을 적당하게 조합시켜서 형성하여도 좋다.
또한 상술한 부상 헤드 슬라이더는 HDD 이외의 자기 디스크 장치에 적용하여도 좋고, 콘택트 스타트 스톱 방식의 광자기 디스크 장치란 기록 디스크 장치에 적용하여도 좋다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 부상 헤드 슬라이더의 자세 변화가 예상되는 경우라도 헤드 소자로부터 디스크면측에 위치하는 보호막이 절결 홈에 의해서 삭제되므로, 부상 헤드 슬라이더에 지지되는 헤드 소자를 가능한 한 디스크의 디스크면에 접근시킬 수가 있다. 그 결과 헤드 소자의 자력 감도가 향상할 수 있게 된다.

Claims (14)

  1. 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 슬라이더 본체 단면에 지지되는 헤드 소자와, 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  2. 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크면에 대향하는 부상면에 배열되는 2가닥의 레일과, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 적어도 1가닥의 레일 단면에 지지되는 헤드 소자와, 레일 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 절결 홈은 상기 헤드 소자로부터 분리됨에 따라서 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 크게 하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한항에 있어서, 상기 슬라이더 본체는 슬라이더 본체의 ABS면에 디스크면과 슬라이더 본체와의 흡착을 방지하는 흡착 방지 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한항에 있어서, 상기 헤드 소자는 코일 중심을 향하여 바이어스 코일 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  6. 디스크와, 슬라이더 본체와, 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 슬라이더 본체를 지지하는 캐리지와, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 슬라이더 본체 단면에 지지되는 헤드 소자와, 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기록 디스크 장치.
  7. 디스크와, 슬라이더 본체와, 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 슬라이더 본체를 지지하는 캐리지와, 디스크면에 대향하는 슬라이더 본체의 부상면에 배열되는 2가닥의 레일과, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 적어도 1가닥의 레일 단면에 지지되는 헤드 소자와, 레일 단면을 포함한 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기록 디스크 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 헤드 소자는 코일 중심을 향해서 바이어스 코일 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 기록 디스크 장치.
  9. 디스크면에 대해서 자세 변화 가능하게 지지되는 슬라이더 본체와, 디스크면에 대향하는 부상면에 배열되는 2가닥의 레일과, 디스크 회전시에 슬라이더 본체를 따라서 발생하는 기류의 하류측에서 적어도 1가닥의 레일 단면에 지지되는 헤드 소자와, 2가닥의 레일 단면을 포함하는 슬라이더 본체 단면에 형성되어서 헤드 소자를 덮는 보호막을 구비하고, 슬라이더 본체 및 보호막의 경계보다 상기 하류측에서 상기 2가닥의 레일에서는 보호막의 ABS면에 절결 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 절결 홈은 상기 ABS면에 교차하는 평면을 형성하는 2개의 레일 내측면에 닿는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 절결 홈은 상기 슬라이더 본체의 내측을 향함에 따라서 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 커지게 하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 절결 홈은 상기 ABS면에 교차하는 평면을 형성하는 2개의 레일 외측면에 닿은 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 절결 홈은 상기 슬라이더 본체의 외측을 향함에 따라서 상기 ABS면에 교차하는 보호막 단면으로부터의 깊이를 커지게 하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
  14. 제 9항 내지 제 13항중 어느 한항에 있어서, 상기 헤드 소자는 코일 중심을 향해서 바이어스 코일 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 부상 헤드 슬라이더.
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