KR20010073889A - Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same - Google Patents

Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same Download PDF

Info

Publication number
KR20010073889A
KR20010073889A KR1020000003071A KR20000003071A KR20010073889A KR 20010073889 A KR20010073889 A KR 20010073889A KR 1020000003071 A KR1020000003071 A KR 1020000003071A KR 20000003071 A KR20000003071 A KR 20000003071A KR 20010073889 A KR20010073889 A KR 20010073889A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic head
diamond
carbon film
layer
magnetic
Prior art date
Application number
KR1020000003071A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이광렬
신경호
안희석
유흥렬
Original Assignee
박호군
한국과학기술연구원
유흥렬
주식회사 케이맥
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
Application filed by 박호군, 한국과학기술연구원, 유흥렬, 주식회사 케이맥 filed Critical 박호군
Priority to KR1020000003071A priority Critical patent/KR20010073889A/en
Publication of KR20010073889A publication Critical patent/KR20010073889A/en

Links

Classifications

    • 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
    • G11B5/187Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/255Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features comprising means for protection against wear
    • 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
    • G11B5/10Structure or manufacture of housings or shields for heads
    • G11B5/105Mounting of head within housing or assembling of head and housing
    • 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
    • G11B5/3103Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
    • 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
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • 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
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/488Disposition of heads
    • G11B5/4893Disposition of heads relative to moving tape
    • 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
    • G11B5/48Disposition 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
    • G11B5/52Disposition 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 simultaneous movement of head and record carrier, e.g. rotation of head
    • G11B5/53Disposition or mounting of heads on rotating support
    • G11B5/531Disposition of more than one recording or reproducing head on support rotating cyclically around an axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PURPOSE: A magnetic head and a producing method thereof are provided to improve life span of the magnetic head through coating a diamond like carbon film having excellent abrasion resistance and chemical stability. CONSTITUTION: A magnetic head is coated by a diamond like carbon film(6c) having a thickness of 0.5 micrometer. Herein, an error rate in reading a magnetic recording medium is less than 0.5%. Moreover, a head is formed by a material selected from a group formed by metal, ceramic, and polymer. Herein, the diamond like carbon film is combined on a surface of the head in a plasma chemical deposition method. Herein, an adhering force is improved by using an argon sputtering method by using high voltage bias, and by forming an adhering force improving layer inclining density of metal by forming a metal layer and a metal composition layer between the diamond like carbon film and the magnetic head surface.

Description

다이아몬드상 카본 필름이 코팅된 자기 헤드와 그 제조 방법{DIAMOND-LIKE CARBON COATED MAGNETIC HEAD AND METHOD OF MAKING SAME}Magnetic head coated with diamond-like carbon film and its manufacturing method {DIAMOND-LIKE CARBON COATED MAGNETIC HEAD AND METHOD OF MAKING SAME}

본 발명은 자기 기록 카드, 항공기나 지하철 티켓, 수표 등 자기 기록 매체의 자기 기록을 읽거나 쓰기 위한 자기 헤드에 관한 것으로, 특히 그 표면에 내마모성이 우수하고 화학적 안정성이 뛰어난 다이아몬드상 카본 필름(DIAMOND-LIKE CARBON FILM)을 코팅하여 수명을 향상시킨 자기 헤드와 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head for reading or writing a magnetic record of a magnetic recording medium such as a magnetic recording card, an aircraft, a subway ticket, and a check. In particular, a diamond-like carbon film having excellent abrasion resistance and excellent chemical stability on its surface (DIAMOND- LIKE CARBON FILM) and a method for manufacturing a magnetic head with improved lifespan.

자기 헤드 표면은 자기 기록 매체와 직접 접촉하여 기록 매체의 자기 기록을 읽거나 쓰는 부분으로서 도 1에서 보이는 바와 같이 자성체로 이루어진 자기 코아 (1)와, 상기 자기 코아를 헤드 케이스(2) 내에 고정수용 하기 위한 에폭시(3)와, 기록 및 재생을 위한 자계가 발생되거나 유기되는 부위로서 비자성체로 이루어진 갭(4)과, 자속의 누설을 방지하기 위한 차폐재(5)로 구성되어 있다.The magnetic head surface is a portion which reads or writes a magnetic record of the recording medium in direct contact with the magnetic recording medium. As shown in FIG. 1, a magnetic core 1 made of a magnetic body and the magnetic core are fixedly accommodated in the head case 2. It consists of an epoxy 3 to be used, a gap 4 made of a nonmagnetic material as a site where magnetic fields for recording and reproduction are generated or induced, and a shielding material 5 for preventing leakage of magnetic flux.

보안이나 결재 기능을 대신하는 자기 카드의 사용이 폭발적으로 확산됨에 따라 자기 헤드와 자기 기록 매체의 접촉 횟수가 증가하고 있으며, 매체의 자기 기록을 고속으로 읽거나 쓰기 위해 이들간의 상대 속도도 상승하고 있는 추세에 있다. 자기 헤드의 자기 코아 물질은 일반적으로 경도가 매우 낮은 자성체로 이루어져 있는 반면, 자기 기록층은 폴리에스테르 필름 등의 베이스에 침상 산화철(γ-Fe2O3)과산화크롬(CrO2) 등을 함유하고 있기 때문에 자기 기록 매체와 접촉하는 부위에서의 헤드 마모가 심각한 문제로 대두되고 있다. 이러한 마모는 코아 팁 부분을 닳게 하여 갭 부분이 사라지게 하거나, 코아, 케이스, 갭 등을 구성하는 재료가 서로 다른 데에 따른 단차 마모를 유발시키고 있다. 그 결과, 신호의 기록 및 재생을 수행하는 자기 헤드의 수명을 크게 단축시키고 있다.As the use of magnetic cards in place of security or payment functions has exploded, the number of contacts between magnetic heads and magnetic recording media has increased, and the relative speeds between them in order to read or write the magnetic records of the media at high speeds have also increased. There is a trend. The magnetic core material of the magnetic head is generally composed of a magnetic material having a very low hardness, while the magnetic recording layer contains acicular iron oxide (γ-Fe 2 O 3 ) and chromium oxide (CrO 2 ) in a base such as a polyester film. As a result, head wear at the site of contact with the magnetic recording medium is a serious problem. This wear causes the core tip to be worn out so that the gap disappears, or the stepped wear is caused by different materials constituting the core, case, and gap. As a result, the life of the magnetic head for recording and reproducing signals is greatly shortened.

상기한 헤드 마모의 문제를 해결하기 위하여 퍼멀로이(permalloy) 대신에 경도가 향상된 센더스트(sendust) 등 내마모성이 우수한 코아 재료를 쓰거나, 헤드 케이스 내에 세라믹을 매입하여 내마모성을 보강하는 등 많은 노력이 있어 왔다. 그러나 이러한 노력도 앞서 기술한 접촉 부위에서의 자기 헤드의 마모 문제를 완전히 해결하지는 못하고 있는 실정이다. 더구나, 신용카드의 사용이 일반화됨에 따라 열악한 환경 하에서의 부식 문제도 중요한 현안이 되고 있다. 특히 철 성분이 80% 이상 차지하고 실리콘, 크롬, 코발트가 소량 첨가된 센더스트를 코아 재료로 사용한 자기 헤드는 염수 분위기 하에서의 부식에 매우 약한 특성을 가지고 있어 내식성을 증진시키기 위한 대책이 필요하다.In order to solve the problem of the above-mentioned head wear, there have been many efforts such as using a core material having excellent abrasion resistance such as sender with improved hardness instead of permalloy, or reinforcing wear resistance by embedding ceramic in the head case. . However, these efforts do not completely solve the problem of wear of the magnetic head at the contact point described above. Moreover, as the use of credit cards is becoming more common, the problem of corrosion in harsh environments is also an important issue. In particular, magnetic heads, which use more than 80% of iron and have a small amount of silicon, chromium, and cobalt as a core material as core materials, have very weak characteristics against corrosion in a salt water atmosphere. Therefore, countermeasures to improve corrosion resistance are needed.

최근 들어 마모 및 부식을 방지하기 위한 박막 코팅 기술이 개발되고 있는데 그 한 예로 질화 티타늄 경사 코팅(TiN gradient coating)을 들 수 있다(야나기 미치오, 가와카미 요시오, 일본 공개 특허 공보 평5-62119(1993)). 이 기술은 반응성 스퍼터링 방법으로 질소 유량을 변화시켜 가면서 자기 헤드 위에 경도가 서로다른 다층 질화 티타늄 박막을 코팅하는 방법으로서 자기 헤드의 내마모성을 어느 정도 향상시키고는 있으나, 자기 기록 매체의 자성분이 엉겨 붙기 쉬워 자기 헤드의 기록 및 재생 특성을 저하시키는 문제가 있다.Recently, a thin film coating technology has been developed to prevent wear and corrosion, for example, titanium nitride coating (TiN gradient coating) (Yanagi Michio, Kawakami Yoshio, JP-A-562119 (1993) ). This technique is a method of coating multi-layer titanium nitride thin films with different hardness on the magnetic head by changing the nitrogen flow rate by reactive sputtering method, which improves the wear resistance of the magnetic head to some extent, but the magnetic component of the magnetic recording medium is entangled. There is a problem of easily degrading the recording and reproduction characteristics of the magnetic head.

다이아몬드상 카본 필름(Diamond-Like Carbon Film)은 비정질 고상의 하나로 다이아몬드와 유사한 경도, 전기 절연성, 열전도도, 화학적 안정성 그리고 광학적 특성을 가지고 있으면서도 다이아몬드에 비해 훨씬 낮은 온도에서 합성할 수 있어서 기판의 종류에 크게 제한을 받지 않는다는 점과, 필름의 물리적 화학적 성질이 넓은 범위에 걸쳐 있어서 합성조건을 바꾸어 줌으로써 특정 응용 분야에서 요구하는 특성으로 조절할 수 있다는 점, 그리고 넓은 면적의 균일하고 평활한 박막의 합성이 가능하다는 장점을 가지고 있다(이광렬, 은광용, 대한금속학회회보, 6, 345 (1993) 참고문헌). 이러한 다이아몬드상 카본 필름은 일반적으로 매우 높은 밀도와 경도, 뛰어난 내산성, 그리고 매우 낮은 마찰 계수를 가지고 있으므로 자기 헤드의 수명을 증진시키기 위한 내마모, 내부식, 윤활 코팅으로 매우 적합하다.Diamond-Like Carbon Film is an amorphous solid phase and has similar hardness, electrical insulation, thermal conductivity, chemical stability, and optical properties as diamond, but can be synthesized at a much lower temperature than diamond. It is not greatly restricted, the physical and chemical properties of the film can be adjusted over a wide range, and can be adjusted to the characteristics required for specific applications by changing the synthesis conditions, and it is possible to synthesize a large and uniform thin film. (Kwang-Ryeol Lee, Kwang-Yong Lee, Korean Journal of Metals, 6, 345 (1993)). These diamond-like carbon films generally have very high density and hardness, excellent acid resistance, and very low coefficient of friction, making them well suited for wear, corrosion and lubrication coatings to enhance the life of magnetic heads.

최근 오디오나 비디오 헤드 그리고 하드디스크의 헤드에 탄소나 탄소를 주성분으로 하는 경질 필름의 코팅을 통해 헤드의 내마모성과 내식특성을 향상시키기 위한 시도가 있었다 (Bharat Bhushan and B. K. Gupta et al, IEEE Transactions on magnetics, 31, 6, (1995), G. Robert Grey, Arun Malhotra, U.S.Patent No. 5801909 (1998), 쓰카모토 유우지, 야스요시 사토시, 일본 공개 특허 공보 평10-3631(1998)). 그러나, 이러한 헤드의 경우 스페이싱 로스를 최소화시키기 위해 보호막의 두께를 0.5㎛ 미만으로 유지하여야 하며, 이러한 조건에서 충분한 기계적특성증진의 효과를 얻기 위해서는 필름의 경도와 사용하는 기판의 경도가 높아야 한다는 제한이 있다. 더구나, 다이아몬드상 카본 필름의 경우 경도와 잔류 응력은 비례 관계를 갖고 있기 때문에(이광렬, 은광용, 대한금속학회회보, 6, 345(1993)), 이러한 필름의 접착력을 증진시키는 것이 매우 어렵다.Recently, attempts have been made to improve the wear resistance and corrosion resistance of heads by coating carbon or carbon-based hard films on the heads of audio or video heads and hard disks (Bharat Bhushan and BK Gupta et al, IEEE Transactions on magnetics). , 31, 6, (1995), G. Robert Gray, Arun Malhotra, US Pat. No. 5801909 (1998), Yuji Tsukamoto, Satoshi Yasuyoshi, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-3631 (1998). However, in order to minimize the spacing loss, such heads should be kept at a thickness of less than 0.5 μm. In order to achieve sufficient mechanical properties under these conditions, there is a limitation that the hardness of the film and the hardness of the substrate used must be high. have. In addition, in the case of diamond-like carbon film, since hardness and residual stress have a proportional relationship (Lee Kwang-Ryul, for silver shine, Korean Society of Metals, 6, 345 (1993)), it is very difficult to improve the adhesion of such a film.

도 1은 자기 헤드의 표면 구성을 보이는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the surface configuration of a magnetic head.

도 2는 접착력 증진층 및 다이아몬드상 카본 필름을 코팅하는데 이용한 박막 합성 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a thin film synthesis apparatus used to coat an adhesion promoting layer and a diamond-like carbon film.

도 3은 본 발명에 의해 접착력 증진층 및 다이아몬드상 카본 필름이 코팅된 자기 헤드의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the magnetic head coated with the adhesion promoting layer and the diamond-like carbon film according to the present invention.

도 4는 코팅을 하지 않은 자기 헤드와 다이아몬드상 카본 필름을 코팅한 자기 헤드의 부식 실험 후 각각의 표면 상태를 나타내는 사진이다.Figure 4 is a photograph showing the surface state of each after the corrosion test of the magnetic head without a coating and the magnetic head coated with a diamond-like carbon film.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 자기 코아1: magnetic core

2 : 헤드 케이스2: head case

3 : 에폭시3: epoxy

4 : 갭4: gap

5 : 차폐재5: shielding material

6a : 텅스텐 중간층6a: tungsten intermediate layer

6b : 텅스텐과 카본의 화합물 중간층6b: compound intermediate layer of tungsten and carbon

6c : 다이아몬드상 카본 필름6c: diamond-like carbon film

본 발명에서는 자기 기록 카드나 지하철 및 항공기 티켓 그리고 수표 등의 자기 기록을 읽거나 쓰기 위한 헤드에 다이아몬드상 카본 필름을 0.5㎛ 이상 코팅하여 헤드의 기록 및 재생 성능은 유지한채로 내마모성과 내식성을 향상시킬 수 있는 방법에 관해 개시하고 있다. 이러한 헤드 표면의 자기 기록 매체와 접촉하는 부위는 도 1에서 보는 바와 같이, 매우 경도가 낮은 재료들로 구성되어 있으므로, 충분한 내마모 특성을 확보하기 위해서는 최소한 0.5㎛ 이상의 필름 코팅이 필요하다. 또한, 헤드의 표면은 황동, 퍼멀로이 혹은 센더스트, 마이카(mica) 그리고 에폭시 등 금속 계열, 세라믹 계열, 또는 폴리머 계열에 속하는 매우 다양한 재료로 구성되어 있다. 따라서, 이러한 다양한 재료에서의 접착력을 증진시키기 위한 기술의 개발이 필수적으로 요구되고 있다.In the present invention, a diamond-like carbon film is coated on the head for reading or writing magnetic records such as magnetic recording cards, subway and aircraft tickets, and checks of 0.5 μm or more, thereby improving wear resistance and corrosion resistance while maintaining the recording and reproducing performance of the head. The method is disclosed. As shown in Fig. 1, the portion of the head surface in contact with the magnetic recording medium is made of materials having a very low hardness, so that a film coating of at least 0.5 μm or more is required to secure sufficient wear resistance. In addition, the surface of the head is composed of a wide variety of materials belonging to metal, ceramic, or polymer series such as brass, permalloy or sendust, mica and epoxy. Thus, the development of techniques for enhancing the adhesion in these various materials is indispensable.

본 발명에서는 메탄이나 벤젠 등 탄화수소 개스를 원료로 하는 플라즈마 화학 증착법을 이용하여 0.5㎛ 이상의 다이아몬드상 카본 필름을 상기의 헤드 표면에 성공적으로 합성할 수 있었으며, 이때 고전압 바이어스를 이용한 아르곤 스퍼터링 방법과 다이아몬드상 카본 필름과 자기 헤드 표면 사이에 금속층과 금속의 화합물 층으로 구성되어 금속의 농도가 경사지게 이루어지는 접착력 증진층을 형성하는 방법으로 접착력을 향상시킬 수 있었다. 또한 이온 빔 증착법이나 진공 아아크 코팅법 등 여러 다른 코팅 방법으로도 내마모 및 내부식 등 같은 효과를 가진 필름을 자기 헤드 위에 합성할 수 있었다.In the present invention, a diamond-like carbon film of 0.5 µm or more can be successfully synthesized on the head surface by using plasma chemical vapor deposition using hydrocarbon gas such as methane or benzene, and at this time, an argon sputtering method using a high voltage bias and diamond phase The adhesion could be improved by forming an adhesion enhancement layer composed of a metal layer and a compound layer of a metal between the carbon film and the magnetic head surface to incline the metal concentration. In addition, many other coating methods, such as ion beam deposition and vacuum arc coating, could be used to synthesize films with effects such as wear resistance and corrosion resistance on magnetic heads.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예Example

도 2는 아르곤 스퍼터링 및 경사층과 다이아몬드상 카본 필름을 코팅하기 위한 박막 합성 장치의 개략도이다. 코팅할 자기 헤드는 먼저 표면에 존재하는 유기물 등의 불순물들을 없애기 위해 아세톤, 메탄올, 에탄올의 수용액에서 초음파 세척을 한 후 합성 장치 안의 음극판에 장착하였다. 산화물 등의 불순물을 제거하여 자기 헤드 표면을 더욱 청결하게 하고 자기 헤드 표면을 활성화시켜 접착력을 증진시키기 위해서는 아르곤 스퍼터링 방법을 이용하였다. 합성 장치 안에 아르곤 개스를 흘려 보내어 압력을 3~4 mTorr가 되게 한 후, 13.56 MHz의 라디오 주파수 전압을 걸어주면 합성 장치 안에는 플라즈마가 형성되고, 음극판 주위에 음의 셀프 바이어스가 생성되면서 플라즈마 이온들이 음극판에 장착된 자기 헤드 표면에 충돌한다. 이때 중량이 크고 불활성 기체인 아르곤 이온들은 표면의 불순물들을 스퍼터링 하게 되는데 스퍼터링 시간이 너무 길면 자기 헤드 표면의 갭 부분을 손상시키므로 라디오 주파수 전력을 조절하여 음의 셀프 바이어스가 400V일 때는 8분간 스퍼터링하고, 700V일 때는 5분간 스퍼터링하였다.2 is a schematic diagram of a thin film synthesis apparatus for coating argon sputtering and inclined layers and diamond-like carbon films. The magnetic head to be coated was first ultrasonically cleaned in an aqueous solution of acetone, methanol, and ethanol to remove impurities such as organic substances on the surface, and then mounted on the negative electrode plate in the synthesis apparatus. The argon sputtering method was used to remove impurities such as oxides to make the magnetic head surface more clean and to activate the magnetic head surface to improve adhesion. After argon gas is flowed into the synthesizer to bring the pressure to 3-4 mTorr, and a radio frequency voltage of 13.56 MHz is applied, a plasma is formed in the synthesizer, and a negative self-bias is generated around the cathode plate. Hit the magnetic head surface mounted on. At this time, argon ions, which are heavy and inert gases, sputter impurities on the surface. If the sputtering time is too long, the gap portion of the magnetic head surface is damaged, so that sputtering for 8 minutes when the negative self bias is 400V by adjusting radio frequency power, It was sputtered for 5 minutes at 700V.

다음으로는 필름의 접착력을 증진시키기 위해 모든 금속과 친화성을 가지고 카본과 결합하여 카바이드를 형성함으로써 다이아몬드상 카본 필름과 자기 헤드 표면의 접착력을 증진시킬 수 있는 텅스텐 층과, 텅스텐과 카본의 화합물층으로 이루어진 접착력 증진층을 형성한다. 텅스텐막을 코팅하기 위한 개스로는 6 sccm의 WF6를 사용하였으며, 6sccm의 WF6와 1.5sccm의 C6H6을 혼합한 개스를 사용하여 텅스텐과 카본의 화합물층을 코팅하였다. 이때, 박막의 접착력을 증진시키기 위해서 기판의 온도를 150℃ 정도로 가열하는 것이 바람직하다. 필름의 합성 조건은 합성 압력 10mTorr, 셀프 바이어스 400V로 고정하였으며, 이때 텅스텐 층과 텅스텐과 카본의 화합물층의 두께는 각각 400 ~ 500Å과 200 ~ 300Å이었다. 마지막으로 다이아몬드상 카본 필름을 8sccm의 벤젠 가스를 이용하여 합성 압력 10mTorr, 셀프 바이어스 400V에서 0.5 ~ 3㎛ 두께로 코팅하였다. 도 3은 본 실시예에서 합성한 접착력 증진층 및 다이아몬드상 카본 필름이 코팅된 자기 헤드의 단면도이다. 이 방법에 의해 자기 헤드의 표면 전체에 매우 접착력이 우수한 필름을 합성할 수 있었다. 합성된 다이아몬드상 카본 필름의 경도는 18GPa이었다. 본 실시예에서는 텅스텐층과, 텅스텐 및 카본의 화합물층을 다이아몬드상 카본 필름의 접착력 증진층으로 사용하는 경우를 들었으나, 접착력 증진층으로는 Si나 Al 그리고 Ti, Mo, Cr, Co, Ni 등 천이금속 계열의 원소들과 그들 및 카본의 화합물층들이 모두 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명이 접착력 증진층으로서 텅스텐과 텅스텐 및 카본의 화합물층만을 사용하는 경우로 국한되는 것은 아니다.Next, as a tungsten layer and a compound layer of tungsten and carbon, which can promote adhesion between the diamond-like carbon film and the magnetic head surface by forming carbides by combining carbon with affinity with all metals to enhance the adhesion of the film. To form an adhesion promoting layer. Gas as for coating a tungsten film was used as the WF 6 of 6 sccm, with a gas mixture of WF 6 and 1.5sccm C 6 H 6 of the 6sccm was coated a compound layer of tungsten and carbon. At this time, in order to enhance the adhesive force of the thin film, it is preferable to heat the temperature of the substrate to about 150 ℃. The synthesis conditions of the film were fixed at a synthesis pressure of 10 mTorr and a self bias of 400V, wherein the thicknesses of the tungsten layer and the compound layer of tungsten and carbon were 400 to 500 kPa and 200 to 300 kPa, respectively. Finally, the diamond-like carbon film was coated to a thickness of 0.5 to 3 μm at a synthesis pressure of 10 mTorr and a self bias of 400 V using 8 sccm of benzene gas. 3 is a cross-sectional view of the magnetic head coated with the diamond-like carbon film and the adhesion promoting layer synthesized in the present embodiment. This method was able to synthesize a film having excellent adhesion to the entire surface of the magnetic head. The hardness of the synthesized diamond-like carbon film was 18 GPa. In this embodiment, a tungsten layer and a compound layer of tungsten and carbon are used as the adhesion promoting layer of the diamond-like carbon film, but as the adhesion promoting layer, transitions such as Si, Al and Ti, Mo, Cr, Co, Ni, etc. Metal-based elements and compound layers of them and carbon may all be used. Therefore, the present invention is not limited to the case where only the compound layer of tungsten, tungsten and carbon is used as the adhesion promoting layer.

한편, 도 4는 코팅을 하지 않은 자기 헤드와 실시예에 의해 1㎛ 두께의 다이아몬드상 카본 필름을 코팅한 자기 헤드의 부식 실험 후 표면 상태를 비교한 것이다. 이때 자기 헤드의 자기 코아는 경도는 높지만 염수 분위기에 약한 센더스트를 사용하였으며 부식 실험으로는 염수(0.9% NaCl) 분무법을 이용하여 한달 동안 그 경과를 지켜보았다. 그림에서 보는 바와 같이 코팅을 하지 않은 자기 헤드 표면은 매우 심한 부식이 진행된 반면, 1㎛ 두께의 다이아몬드상 카본 필름을 코팅한 자기 헤드 표면은 부식이 전혀 진행되지 않았음을 알 수 있다.On the other hand, Figure 4 compares the surface state after the corrosion test of the magnetic head and the magnetic head coated with a diamond-like carbon film of 1㎛ thickness according to the embodiment with no coating. At this time, the magnetic core of the magnetic head was used as a high hardness but weak in the brine atmosphere, and the corrosion test was observed for one month by using the salt (0.9% NaCl) spray method. As shown in the figure, the uncoated magnetic head surface was highly corroded, whereas the magnetic head surface coated with the diamond-like carbon film having a thickness of 1 μm showed no corrosion at all.

아래의 표 1은 상기한 실시예에 의해 코팅된 자기 헤드의 내마모성 및 신뢰성을 측정하기 위해 실제 카드 리더 장치를 이용하여 읽고 쓰는 실험(read/write test)을 실시한 결과를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the results of a read / write test using a real card reader device to measure wear resistance and reliability of the magnetic head coated by the above-described embodiment.

코팅 두께 (㎛)Coating thickness (㎛) UncoatedUncoated 0.50.5 1.01.0 1.51.5 22 2.52.5 33 반복 횟수 (회)Number of iterations 50,00050,000 154,000154,000 254,000254,000 835,000835,000 1,632,0001,632,000 2,225,0002,225,000 3,119,0003,119,000 에러율 (%)Error rate (%) 00 00 00 0.30.3 0.10.1 0.30.3 0.50.5

0.5 ~ 3㎛ 두께의 다이아몬드상 카본 필름을 코팅한 자기 헤드에 대해서 하중 200gf의 자기 기록 카드를 평균 상대 속도 280㎜/sec로 통과시켜 접촉 부분의 필름이 모두 벗겨질 때까지의 반복 접촉 횟수를 측정하였다. 한편, 코팅되지 않은 헤드와의 비교를 위해, 현미경 관찰을 통해 코팅되지 않은 헤드 표면에의 손상이 전체 접촉 면적의 50% 이상이 되는 시험 횟수를 제시하였다. 실제 카드 리더 장치를 이용하여 읽기/쓰기 테스트를 할 때 코아 손실, 스페이싱(spacing) 손실 등 여러가지 원인들에 의해 자기 헤드가 자기 기록 매체로부터 유기되는 자계의 변화를 출력으로 나타내지 못하는 경우가 생길 수 있다. 자기 헤드의 에러율은 자기 기록 매체와의 전체 반복 접촉 횟수 중 자기 헤드가 출력으로 나타내지 못하는 경우를 %로 계산한 것이다. 자기 헤드 위에 DLC 필름을 코팅할 경우, 두께가 너무 두꺼우면 스페이싱 손실 등에 의해 자기 헤드의 에러율이 증가될 수 있다. 표 1에서 보는 바와 같이 두께가 증가함에 따라 접촉 부위의 보호막이 견디는 횟수가 증가하였으며, 0.5 ~ 3㎛ 두께의 다이아몬드상 카본 필름을 코팅한 모든 자기 헤드에서 에러율은 0.5% 이하로 나타나 두께가 두꺼워도 충분한 신뢰도를 가지고 있음을 알 수 있다. 또한, 코팅되지 않은 헤드에 비해 다이아몬드상 카본 필름이 코팅된 헤드의 수명은 최소 3배 이상이 됨을 확인할 수 있었다.A magnetic head coated with a diamond-like carbon film having a thickness of 0.5 to 3 µm was passed through a magnetic recording card having a load of 200 gf at an average relative speed of 280 mm / sec to measure the number of repeated contact times until all the films at the contact portions were peeled off. It was. On the other hand, for comparison with uncoated heads, microscopic observation suggested the number of tests where damage to the uncoated head surface resulted in at least 50% of the total contact area. When reading / writing a test using an actual card reader device, the magnetic head may not represent the change of the magnetic field induced from the magnetic recording medium as an output due to various factors such as core loss and spacing loss. . The error rate of the magnetic head is calculated as a percentage of the cases where the magnetic head does not represent the output of the total number of repeated contacts with the magnetic recording medium. When the DLC film is coated on the magnetic head, if the thickness is too thick, the error rate of the magnetic head may increase due to spacing loss or the like. As shown in Table 1, as the thickness increases, the number of times the protective film of the contact portion withstands increases, and in all magnetic heads coated with a diamond-like carbon film having a thickness of 0.5 to 3 μm, the error rate is 0.5% or less, even if the thickness is thick. It can be seen that it has sufficient reliability. In addition, it can be seen that the life of the diamond-coated carbon film coated head is at least three times higher than the uncoated head.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 자기 헤드의 표면에 내마모성이 우수하고 화학적 안정성이 뛰어난 다이아몬드상 카본 필름을 0.5㎛ 이상의 두께로 코팅함으로써 자기 헤드의 마모를 현저히 줄이고, 자기 헤드의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the embodiment of the present invention, a diamond-like carbon film having excellent abrasion resistance and chemical stability on the surface of the magnetic head is coated with a thickness of 0.5 μm or more, which significantly reduces the wear of the magnetic head and improves the life of the magnetic head. It can be improved.

한편, 상기 실시예에서는 비록 필름의 합성 방법으로 플라즈마 화학 증착법만 제시되어 있으나, 이는 예시를 위한 것일 뿐이며, 다이아몬드상 카본 필름을 합성할 수 있는 다양한 방법을 모두 적용할 수 있으므로, 본 발명의 범위가 상기 실시예만으로 국한되는 것은 아니다.On the other hand, in the above embodiment, although the plasma chemical vapor deposition method is only presented as a method of synthesizing the film, this is for illustrative purposes only, since all the various methods for synthesizing the diamond-like carbon film can be applied, the scope of the present invention is It is not limited to only the above embodiment.

Claims (10)

두께 0.5㎛ 이상의 다이아몬드상 카본 필름(DIAMOND-LIKE CARBON FILM)이 표면에 코팅되어 있는 자기 헤드.A magnetic head coated with a diamond-like carbon film (DIAMOND-LIKE CARBON FILM) with a thickness of 0.5 µm or more. 제1항에 있어서, 상기 자기 헤드가 자기 기록 매체를 판독할 때의 에러율이 0.5% 이하가 되는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.The magnetic head according to claim 1, wherein an error rate when the magnetic head reads the magnetic recording medium is 0.5% or less. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 표면은 금속 계열, 세라믹 계열, 또는 폴리머 계열로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 헤드.The magnetic head of claim 1, wherein the surface of the head is made of at least one material selected from the group consisting of metal, ceramic, and polymer. 플라즈마 화학 증착법, 이온 빔 증착법, 또는 진공 아아크 코팅법 중의 어느 하나에 의해 자기 헤드 표면에 두께 0.5㎛ 이상인 다이아몬드상 카본 필름(DIAMOND-LIKE CARBON FILM)을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.A magnetic head comprising coating a diamond-like carbon film (DIAMOND-LIKE CARBON FILM) having a thickness of 0.5 μm or more on a magnetic head surface by any one of plasma chemical vapor deposition, ion beam deposition, or vacuum arc coating. Manufacturing method. 제4항에 있어서, 상기 플라즈마 화학 증착법에는 탄화수소 개스가 사용되는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.5. The method of claim 4, wherein a hydrocarbon gas is used for the plasma chemical vapor deposition method. 제4항에 있어서, 고전압 바이어스를 이용한 아르곤 스퍼터링을 수행하는 단계The method of claim 4, wherein argon sputtering is performed using a high voltage bias. 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.Magnetic head manufacturing method characterized in that it further comprises. 제4항에 있어서, 상기 자기 헤드 표면과 상기 다이아몬드상 카본 필름과의 사이에 접착력 증진층을 형성하는 단계The method of claim 4, further comprising: forming an adhesion promoting layer between the magnetic head surface and the diamond-like carbon film. 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.Magnetic head manufacturing method characterized in that it further comprises. 제7항에 있어서, 상기 접착력 증진층은 텅스텐을 포함하는 제1층과,The method of claim 7, wherein the adhesion promoting layer comprises a first layer comprising tungsten, 텅스텐 및 카본의 화합물을 포함하는 제2층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.A method of manufacturing a magnetic head comprising a second layer comprising a compound of tungsten and carbon. 제7항에 있어서, 상기 접착력 증진층은 Si, Al, 또는 Ti, Mo, Cr, Co, Ni 중에서 선택되는 천이금속 계열의 원소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 제1층과,The method of claim 7, wherein the adhesion promoting layer comprises: a first layer including at least one of Si, Al, or a transition metal-based element selected from Ti, Mo, Cr, Co, and Ni; 상기 적어도 하나의 원소와 카본의 화합물을 포함하는 제2층A second layer comprising the compound of at least one element and carbon 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.Magnetic head manufacturing method characterized in that consisting of. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1층의 두께는 400 ~ 500Å, 상기 제2층의 두께는 200 ~ 300Å인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 제조 방법.The method of manufacturing a magnetic head according to claim 8 or 9, wherein the thickness of the first layer is 400 to 500 kPa and the thickness of the second layer is 200 to 300 kPa.
KR1020000003071A 2000-01-22 2000-01-22 Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same KR20010073889A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000003071A KR20010073889A (en) 2000-01-22 2000-01-22 Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000003071A KR20010073889A (en) 2000-01-22 2000-01-22 Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010073889A true KR20010073889A (en) 2001-08-03

Family

ID=19640673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000003071A KR20010073889A (en) 2000-01-22 2000-01-22 Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010073889A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706387B1 (en) * 2005-08-05 2007-04-10 현대자동차주식회사 Coating method of engine valve cap
DE102010043694A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Ddm Hopt + Schuler Gmbh & Co. Kg Low-wear sensor for detecting magnetic signals

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706387B1 (en) * 2005-08-05 2007-04-10 현대자동차주식회사 Coating method of engine valve cap
DE102010043694A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Ddm Hopt + Schuler Gmbh & Co. Kg Low-wear sensor for detecting magnetic signals
DE102010043694B4 (en) * 2010-11-10 2014-08-28 Ddm Hopt + Schuler Gmbh & Co. Kg Low-wear magnetic head for detecting magnetic signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7023658B1 (en) Submicron track-width pole-tips for electromagnetic transducers
US5792564A (en) Perpendicular recording medium and magnetic recording apparatus
US7782569B2 (en) Magnetic recording head and media comprising aluminum oxynitride underlayer and a diamond-like carbon overcoat
US6603637B1 (en) Ion beam treatments for magnetic recording heads and magnetic recording media
US4883711A (en) Magnetic recording medium
US5837392A (en) Soft magnetic thin film and thin film magnetic head using same
US6424489B1 (en) Magnetic head having a wear-resistant layer, and method of manufacturing such a magnetic head
US6673633B2 (en) Method of forming patterned thin film and method of manufacturing thin-film magnetic head
EP1081687B1 (en) Magnetic recording medium and its manufacturing method
US6974642B2 (en) Carbonaceous protective layer, magnetic recording medium, production method thereof, and magnetic disk apparatus
KR20010073889A (en) Diamond-like carbon coated magnetic head and method of making same
JPH10228620A (en) Perpendicular magnetic recording medium
US5981018A (en) Magnetic recording media used in a high-density hard disk drive
JPH09288818A (en) Magnetic recording medium
US20060029806A1 (en) Carbonaceous protective layer, magnetic recording medium, production method thereof, and magnetic disk apparatus
US6509108B2 (en) Magnetic recording medium and a magnetic disc apparatus, with a CRP or CrMoP reinforcing coat layer
US7144641B2 (en) Magnetic backlayer
US20050042481A1 (en) Information recording medium with improved perpendicular magnetic anisotropy
JPH04295617A (en) Magnetic medium
KR100368615B1 (en) A hard disk for computer and a method of preparing surface protecting film on the hard disk
US20040061976A1 (en) Thin-film magnetic head, method for producing the same and magnetic disk device having a slider using the same
JP3864637B2 (en) Magnetic recording medium
JPH044642B2 (en)
JP4344416B2 (en) Magnetic recording medium and magnetic storage device having the same
JP3394108B2 (en) Magnetic storage device and multilayer magnetic layer magnetic recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application