KR20020079451A - 기판을 평탄화하는 방법, 자기 헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
고도로 평탄화된 기판을 용이하게 구비하기 위해, 유리 박막은 비자성 기판의 표면 상에 사전증착된다. 비자성 기판은 유리 박막이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 열처리가 행해지며, 그 후에, 비자성 기판은 유리 박막이 경화될 때까지 양생된다.
Description
본 문서는 참조로서 본원에 통합된 전체 내용들을 2001. 4. 3, 일본 특허로 제출된 일본 우선권 JP 2001-105007에 기초한다.
본 발명은 표면을 고도로 평탄화하는데 적절한 기판을 평탄화하는 방법 및 그러한 평탄화된 기판을 사용하여 생성된 자기 헤드, 및 자기 헤드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 몇 년 사이에, 다양한 형태의 전자제품들이 고도로 집적되고 크기가 더 작아짐에 따라 박막 기술로 기판 상에 형성된 장치들이 보급되어 왔다. 박막 기술을 사용하는 그러한 장치들에 대해, 개선된 특성들 및 더 높은 집적을 성취하기 위해, 기판 표면의 경면화(mirror-finish), 즉, 표면을 고도로 평면화하는 것이 중요하다.
박막 기술을 사용하는 기판 상에 형성된 장치들의 예는, 각 절반체가 비자성 기판 상에 기울어지게 증착된 금속 자성 박막 및 비자성 기판을 포함하는 한쌍의자기 코어 절반체 블록들(a pair of magnetic core halves)을 갖는, 소위 벌크 박막형 자기 헤드이다. 상기 쌍이된 절반체들은, 자기 갭이 접하여진 표면들(abutting surfaces) 간에 형성되도록 한 금속 자성 박막이 다른 금속 자성 박막과 접하도록 서로 일체로 결합된다. 또한, 금속 자성 박막이 증착된 비자성 기판들의 표면들은 자성 갭과 평행하지 않다.
벌크 박막형 자기 헤드에서, 임피던스는 비자성 기판 상에 증착된 금속 자성 박막들이 형성된 자기 코어에 대해 짧은 자기 경로를 설정함으로써 감소될 수 있다.
상술한 벌크 박막형 자기 헤드가 생성되는 경우, 금속 자성 박막은 경사들을 갖는 다수의 홈들이 자기 갭과 평행하지 않은 금속 자성 박막을 획득하도록 미리결정된 간격으로 형성되는 비자성 기판의 표면 상에 형성된다. 종래에는, 금속 자성 박막이 증착된 비자성 기판의 표면이 연마 그레인을 사용한 랩핑을 통해 경면화되었다(mirror-finish).
그러나, 벌크 박막형 자기 헤드를 생성할 때, 상술한 랩핑(lapping)은 금속 자성 박막이 증착되는 표면 상에 형성되는 홈들의 내부 표면들을 경면화하기 어렵다. 특히, 랩핑은 금속 자성 박막이 증착되는 비자성 기판의 표면을 경면화하기 위해 연마 그레인들(abrasive grains)을 사용하는 연마 작업들에 의존하며, 비자성 기판의 표면에 형성된 홈들의 내부 표면들, 즉, 홈 내부의 경사들, 측면들, 하단들 등을 고도로 평탄화하기 어렵다. 또한, 랩핑은 비자성 기판의 표면 상에 형성된 홈들을 형성하고 홈들의 내부 표면들을 경면화할 때, 정확성을 향상시키기 위한 상당히 복잡한 프로세스를 수반할 수도 있다. 또한, 랩핑에서, 비자성 기판의 물질들에 따라 표면에 형성된 홈들의 내부 표면들을 경면화하는 것이 어렵다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 양상은 기판 표면을 고도로 평탄화할 수 있는 기판을 평탄화하는 방법, 그러한 기판을 사용하여 상당히 개선된 헤드 특성들을 제공할 수 있는 자기 헤드, 및 자기 헤드를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 비자성 기판을 도시하는 개략사시도.
도 2는 종래의 비자성 기판의 주요부를 도시하는 사시도.
도 3은 유리 박막이 증착된 본 발명에 따른 비자성 기판을 도시하는 개략사시도.
도 4는 유리 박막 내의 온도와 점도 간의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 비자성 기판의 주요부를 도시하는 사시도.
도 6은 비자성 기판의 하지층(underlying layer)의 형태들과 표면 조도(surfce roughness) 간의 관계를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따라 비자성 기판 내의 열 처리 온도 및 표면 조도 간의 관계를 도시하는 도면.
도 8은 비자성 기판의 표면 조도와 하지층의 두께 간의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 자기 헤드를 도시하는 분해사시도.
도 10은 자기 헤드의 자기 코어의 주요부 및 그 주변을 나타내는 확대사시도.
도 11은 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 12는 기판상에 형성된 홈들(grooves)을 형성하는 자기 코어를 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 13은 기판 상에 증착된 유리 박막을 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 14는 기판 상에 금속 자성 박막을 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 15는 기판상에 형성된 분리홈들 및 권선홈들(winding grooves)을 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 16은 기판에 인가된 저융점 유리(low-melting glass)를 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 17은 기판 상에 형성된 단자홈들을 갖는 기판을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 18은 기판 상에 증착된 박막 코일을 갖는 기판의 주요부를 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 확대 사시도.
도 19는 기판을 절단하고 분리함으로써 획득된 자기 코어 절반체 블록(magnetic core half block)을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
도 20은 서로 접합하는 동안에 한쌍의 자기 코어 절반체 블록들을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 도시하는 사시도.
도 21은 자기 헤드 블록을 도시하고, 자기 헤드를 제조하는 방법을 설명하는 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 비자성 기판2 : 비자성 기판
10 : 자기 헤드30 : 하지층
본 발명에 따라 기판을 평탄화하는 방법은 기판의 표면 상에 유리 박막을 사전증착하는(predepositing) 단계, 상기 유리 박막이 미리결정된 점성(viscosity)으로 연화(soft)될 때까지 상기 기판 상에서 열처리를 실행하는 단계, 및 상기 유리 박막이 경화될 때까지 상기 열처리 후에 상기 기판을 양생(cure)하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라 기판을 평탄화하는 방법에서, 유리 박막이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 기판이 열처리가 행해지고, 유리 박막이 경화될 때까지 기판이 양생되기 때문에, 연화된 유리 박막의 경화시의 열적 수축은 기판 표면을 고도로 평탄화하도록 유리 박막의 표면을 인장시킨다.
본 발명에 따른 자기 헤드는 자기 코어 절반체들(magnetic core halves)의 쌍을 포함하고, 상기 절반체들 각각은 비자성 기판 및 상기 비자성 기판의 표면 상에 증착된 금속 자성 박막을 포함한다. 상기 절반체들의 쌍은, 한 금속 자성 박막이 다른 금속 자성 박막과 접하고(abut) 접하여진 표면 사이에 자기 갭(magnetic gap)이 형성되도록, 서로 일체로 결합된다. 상기 금속 자성 박막들이 증착되는 상기 비자성 기판들의 각 표면들이 상기 자기 갭과 평행하지 않는다. 각 상기 비자성 기판은 상기 금속 자성 막이 증착되는 표면 상에 증착된 유리 박막을 갖는다.
본 발명에 따른 자기 헤드에서, 금속 자성 박막이 증착되는 비자성 기판의 표면 상에 증착된 유리 박막은 비자성 기판 표면으로 하여금 고도로 평탄화되게 한다. 이와 같이, 적절한 연자성 특성들은 자기 헤드의 특성을 개선하기 위해 고도로 평탄화된 표면을 갖는 비자성 기판 상에 증착된 금속 자성 박막으로 달성된다.
본 발명에 따라 자기 헤드를 제조하는 방법은 미리결정된 간격으로 복수의 홈들(grooves)이 그 위에 형성된 비자성 기판의 표면 상에 유리 박막을 사전증착하고, 상기 유리 박막이 미리결정된 점성으로 연화될 때까지 상기 비자성 기판 상에 열처리를 실행하고, 상기 비자성 기판의 표면을 평탄화하도록 상기 유리 박막이 경화될 때까지 상기 열처리 후에 상기 비자성 기판을 양생하는 단계, 상기 비자성 기판 상에 금속 자성 박막을 증착하는 단계, 상기 금속 자성 박막이 증착되는 상기 비자성 기판을 덮기 위해 유리층을 형성하고, 한쌍의 자기 코어 절반체 블록들(ma gnetic core half blocks)을 생성하도록 평탄화가 행해진 상기 유리층의 표면에 형성된 오목부(recess) 내에 박막 코일을 증착하는 단계, 자기 코어 블록을 생성하도록 상기 각각의 금속 자성 박막들의 단면들이 비자성 박막을 통해 서로 마주하도록 대향하여 위치시키고 상기 쌍의 자기 코어 절반체 블록들을 결합시키는 단계, 및 상기 자기 코어 블록을 개별 자기 헤드들로 절단하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라 자기 헤드를 제조하는 방법에 있어서, 연화된 유리 박막의 경화시의 열적 수축이 비자성 기판 표면 내에 형성된 홈들의 내부 표면들을 포함하는 비자성 기판의 표면을 고도로 평탄화하기 위해 유리 박막의 표면을 인장시키기 때문에, 바람직한 연자성 특성들은 고도로 평탄화된 표면을 갖는 비자성 기판 상에 증착된 금속 자성 박막으로 획득된다. 그 후에, 자기 코어 절반체 블록들의 쌍이 형성되고, 쌍으로된 자기 코어 절반체 블록들의 금속 자성 박막들의 단면들은 비자성 박막을 통해 서로 결합되어 개별 자기 헤드들로 절단되는 자기 코어를 생성한다. 그러므로, 개선된 특성들을 갖는 자기 헤드들을 대량으로 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부한 도면들에 관련하여 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예의 다음 설명으로부터 더욱 명확해 질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면들을 참조하여 하기에 자세히 기술될 것이다.
본 발명이 적용되는 기판을 평탄화하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같은 벌크 박막형 자기 헤드에서 사용하기 위한 그라인드스톤(grindstone)으로 연마하는 것을 통해 그 위에 형성된 홈들을 갖는 비자성 기판(1)의 표면 상에 실행되는 경우에 대한 예를 통해 기술될 것이다.
비자성 기판(1)은 예컨대, CaO-TiO2-NiO 기반 물질 등으로 이루어진다. 랩핑 등은 홈들의 경사들(1a)을 포함하는 기판의 표면 상에서 실행되지만, 기판(1)은 도2에 도시된 바와 같이 과도한 요철들(asperities)을 갖는 조면을 가진다. 랩핑이 실행된 비자성 기판(1)의 표면은 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 측정된 43㎚의 중심선 평균 조도(이후에, "평균 조도 Ra"로서 칭함)가 실행된다. 종래에는 랩핑과 같은 기계 가공을 통해, 비자성 기판의 표면 내에 형성된 홈들의 내부 표면들의 30㎚ 이하의 표면 조도 Ra를 달성하는데 어려운 것으로 추정된다. 도 2는 AFM으로 관찰된 비자성 기판(1) 상에 형성된 경사들(1a)을 도시한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 3에 도시되는 바와 같이, 이러한 목적을 본 발명이 적용되는 기판을 평면화하는 방법에 있어서, 비자성 기판(2)의 주요 표면 상에 사전 증착된 유리 박막(3)이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 열처리가 실행되고, 연화된 유리 박막(3)이 경화(harden)될 때까지 비자성 기판(2)이 양생(cure)되어, 홈들의 내부 표면들을 포함하는 비자성 기판(2)의 표면을 고도로 평면화하거나 경면화한다.
특히, 기판을 평면화하는 방법에 있어서, 유리 박막(3)은 먼저 예컨대, 약 500㎚의 두께로 스퍼터링을 통해 비자성 기판(2)의 주요 평면 상에서, 사전증착된다. 통상적으로 연화점에 대응하는 것으로 고려된, 약 700℃에서 106.76Pa·s의 점도를 갖는 붕규산 유리(Senyo Glass Industry Co., Ltd에 의해 제조된, YSK-60329)가 유리 박막(3)으로 사용된다. 유리 박막(3)이 이러한 붕규산 유리에 제한되지 않고, 임의의 다른 유리 재료들이 예컨대, 낮은 연화점을 갖는 저융해 유리(low-melting glass)가 사용될 수도 있다는 것을 주목해야 한다.
도 4는 유리 박막(3)이 연화될 때까지 비자성 기판(2)에 열처리가 행해질 때의 유리 박막(3)의 온도와 점도 간의 관계를 도시한다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 유리 박막(3)은 통상적으로 700℃에서 유리의 연화점으로 고려된 106.76Pa·s의 점도에 도달하고, 통상적으로 900℃에서 유리의 동작점으로 고려된 103Pa·s에 도달한다.
본 발명이 적용되는 기판을 평탄화하는 방법에서, 비자성 기판(2)은, 유리가 106.76Pa·s(연화점)의 점도를 갖는, 700℃ 이상, 유리가 103Pa·s(동작점) 이상의 점도를 갖는, 900℃ 이하의 범위까지의 유리 박막(3)을 연화하는 열처리가 실행된다. 이러한 것은 나중에 기술될 것이다.
증착된 유리 박막(3)이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 비자성 기판(2)이 열처리가 실행된 후에, 비자성 기판(2)은 양생(cure)되며, 즉, 연화된 유리 박막(3)이 경화(harden)될 때까지 에이징(aging)이 행해진다.
다음에, 연화된 유리 박막(3)의 경화 시의 열적 수축(thermal shrinkage)은 비자성 기판(2)의 표면을 평탄화하기 위해 유리 박막(3)의 표면을 인장시킨다.
이러한 방법으로, 본 발명이 적용된 기판을 평탄화하는 방법에서, 비자성 기판(2)은 유리 박막(3)이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 열처리가 행해지고, 그 후에, 비자성 기판(2)이 유리 박막(3)이 경화될 때까지 양생되고, 연화된 유리 박막(3)의 경화 시의 열적 수축은 유리 박막의 표면을 인장시킨다. 이와 같이, 도 5에 도시된 바와 같이, 비자성 기판(2)의 표면은 도 3에 도시된 홈들 내부의 경사들(2a), 측면들(2b), 및 하단들(2c)을 포함하여 고도로 평탄화될 수 있다. 도5는 열처리 및 양생 후에 AFM으로 관찰된 비자성 기판(2)의 표면 내에 형성된 홈들의 경사들(2a)을 도시한다.
크롬 또는 크롬 산화물로 이루어진 하지막(underlying film)(도시되지 않음)은 유리 박막(3)이 증착될 비자성 기판(2)의 표면 상에 증착될 수 있다. 이러한 하지막은 유리 박막(3)을 연화하는 열처리 동안 결정체를 형성하도록 유리 박막(3)이 비자성 기판(2)과 반응하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비자성 기판(2)은 연화된 유리 박막(3)을 거부하기 위해 그 물질 특성들에 따라 유리 박막(3)에 대해 열악한 가용성을 가질 수도 있지만, 하지막은 연화된 유리 박막(3)이 거부되는 것을 방지하도록 증착될 수 있다.
크롬, 크롬 산화물, 금, 백금, 구리, 티타늄, 실리콘 산화물, 및 알루미늄 산화물로 이루어진 비자성 기판 상에 증착된 하지 박막들을 갖는 비자성 기판(2)은 유리 박막들(3)이 1분 동안 도 4에 도시된 106.76㎩.s의 점도를 갖는 700℃ 및 유리 박막들(3)이 1분 동안 도 4에 도시된 104.4㎩·s의 점도를 갖는 800℃로 열처리가 행해지며, 유리 박막들(3)이 경화될 때까지 양생된 후에 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra가 각각 측정된다. 도 6은 각각의 온도 및 양생에서의 열처리 후에, 상이한 하지 박들을 갖는 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra의 측정된 결과들을 도시한다. 도 6은 하지막들의 형태과 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra 간의 관계를 도시하는 그래프이며, 또한, 그 위에 증착된 하지되지 않은 막을 갖는 비자성 기판(2)의 값들을 참조값들로 도시한다.
크롬 또는 크롬 산화물로 이루어진 하지막은 표면 조도가 20㎚ 이하로 고도로 평탄화하여 달성되는 것이 도 6에 도시된 측정 결과들로부터 알 수 있다.
반면에, 금, 백금, 구리, 티타늄, 실리콘 2산화물 또는 알루미늄 산화물로 이루어진 다른 하지막들은 각각 상당히 조잡한 표면들을 의미하는 적어도 50㎚에서의 표면 조도 Ra를 가진다. 이러한 것은 금, 백금 또는 구리로 이루어진 하지막이 비자성 기판(2)의 표면 조도 Ra를 열화하도록 비자성 기판(2) 상에 열처리로 연화된 유리 막(2)을 거절하기 때문이다. 티타늄, 실리콘 2산화물 또는 알루미늄 산화물로 이루어진 하지층에 대해, 유리 박막(3)이 유리 박막(3)의 결정화를 촉진하도록 비자성 기판(2) 상에 열처리로 하지막과 반응된 연화되기 때문에 발생된 높은 표면 조도 Ra는 비자성 기판(2)의 열화된 표면 조도 Ra가 된다.
이와 같이, 본 발명이 적용되는 기판을 평탄화하는 방법으로, 비자성 기판(2)과 유리 박막(3) 간의 크롬 또는 크롬 2산화물로 이루어진 하지막의 사용이 비자성 기판(2)의 표면 조도 Ra의 열화를 억제할 수 있고, 비자성 기판(2)의 표면을 고도로 평탄화할 수 있다는 것이 명확하다.
다음에, 열처리는 기판 상에 기판 상에 증착되지 않은 하지되지 않은 막을 갖는 비자성 기판(2) 및 기판상에 증착된 크롬으로 이루어진 하지막을 갖는 비자성 기판(2) 상에 1분 동안 400부터 1000℃ 까지의 온도들로 실행되고, 각 온도에서 각각의 비자성 기판(2)의 표면 조도 Ra가 측정된다. 도 7은 각각의 열처리 온도들에서 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra의 측정 결과들을 도시한다. 도 7은 비자성 기판들(2) 상에 실행된 열처리를 위한 온도와 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra 간의 관계를 도시하고, 또한 열처리가 실행되지 않은 각각의 비자성 기판들(2)의 값들을 참고값들로서 도시하는 그래프이다.
하지막을 갖지 않는 비자성 기판(2)이 700℃ 이상의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막의 106.76㎩·s의 점도로 및 800℃ 이하의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막의 104.4㎩·s의 점도로 고도로 평탄화된 표면을 의미하는 약 19㎚로 개선된 표면 조도 Ra를 갖는다는 것을 도 7의 측정 결과들로부터 알 수 있다.
반면에, 하지막을 갖지 않는 비자성 기판(2)이 700℃ 이하의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막의 106.76Pa·s 이상의 점도로 30nm 이하의 표면 조도 Ra를 달성하기 위해 이러한 고도로 평탄화된 표면을 갖지 않는 것을 알 수 있으며, 열처리 온도가 800℃ 이상일 때, 즉, 점도가 도 4에 도시된 유리 박막(3)에서 104.4㎩·s 일 때의 열화된 표면 상태를 의미하는 갑자기 증가된 표면 조도 Ra를 알 수 있다.
이러한 것은 유리 박막(3)의 후속한 경화 및 연화 동안, 106.76㎩·s 이상의 점도로 도 4에 도시된 유리 박막(3)이 유리 박막(3)의 후속한 경화 및 연화동안 유리 박막(3)의 표면을 적절하게 인장하지 않은 더욱 적은 열적 수축을 보여주기 때문에, 비자성 기판(2)의 표면을 평탄화하기 어렵다는 것이 고려된다. 반면에, 104.4㎩ 이하의 점도에서 도 4에 도시된 유리 박막(3)이 유리(3)가 연화될 때, 비자성 기판(2)과 반응하여 유리 박막(3)으로 결정화가 촉진되며, 비자성 기판(2)의 표면을 평탄화하기 어렵다는 것이 또한 고려된다.
그러므로, 본 발명이 적용된 기판을 평탄화하는 방법으로, 하지막이 비자성 기판(2) 상에 증착되지 않을 때, 비자성 기판(2) 상에 증착된 유리 박막(3)이 104.4Pa·s로부터 106.76Pa·s까지 범위의 점도로 연화되고, 즉, 비자성 기판(2) 상에 증착된 유리 박막(3)이 700 내지 800℃까지의 열처리 온도로 연화되어 표면을 고도로 평탄화하는 것이 가능해지는 것이 명확하다.
반면에, 크롬으로 이루어진 하지막이 비자성 기판(2) 상에 증착될 때, 표면 조도 Ra가 약 11nm로 개선되고, 그 표면은 700℃ 이상의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막의 106.76Pa·s 이상의 점도로 고도로 평탄화되고, 900℃ 이하의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막의 103Pa·s 이상의 점도로 고도로 평탄화된다.
반면에, 그 위에 증착된 크롬으로 이루어진 하지막을 갖는 비자성 기판(2)은 700℃ 이하의 열처리 온도, 즉, 도 4에 도시된 유리 박막(3)의 106.76Pa·s 이상의 점도로 30nm 이하의 표면 조도 Ra를 달성하기 위해 고도로 평탄화된 표면을 보여주지 않으며, 그 표면 조도 Ra가 증가하고 표면 상태가 900℃ 이상의 열처리 온도, 도 4에 도시된 유리 박막(3)의 103Pa·s의 점도로 열화된다.
이것은 106.76Pa·s 이상의 점도로 도 4에 도시된 유리 박막(3)이 유리 박막(3)의 연화 및 후속한 경화 동안 유리 박막(3)을 적절하게 인장하지 않는 더적은 열적 수축을 보여주기 때문에, 비자성 기판(2)의 표면을 평탄화하는 것이 어렵다는 것이 고려된다. 이에 반하여, 103Pa·s 이하의 의 점도로 도 4에 도시된 유리 박막(3)은 유리 박막(3)이 유리 박막(3)으로 결정을 촉진시키기 위해 열처리의 과도하게 높은 온도로부터 기인한 하지막의 열화에 기인하여 연화되는 경우, 비자성 기판(2)과 반응하며, 비자성 기판(2)의 표면을 평탄화하는 것이 어렵다.
이와 같이, 본 발명이 적용된 기판을 평탄화하는 방법으로, 그 위에 증착된 크롬으로 이루어진 하지막을 갖는 비자성 기판(2)의 표면이 103Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점도로 비자성 기판(2)을 통해 형성된 유리 박막(3)을 연화함으로써, 즉, 700 내지 900℃로 비자성 기판(2)을 통해 증착된 유리 박막(3)을 연화하는 열처리를 실행함으로써 고도로 평탄화될 수 있다. 크롬이 상기 측정으로 하지막에 대해 사용되는 동안, 크롬 산화물이 하지막에 사용될 때 유사한 결과들이 획득되는 것은 말할 것도 없다.
다음에, 5 내지 10nm의 두께들로 변화하는 크롬으로 이루어진 하지막들을 갖는 비자성 기판들(2) 상에, 도 4에 도시된 유리가 약 104.4Pa.s의 점도를 갖는 800℃의 온도로 1분동안 실행되고, 양생(cure) 후 비자성 기판(2)의 표면 조도(roughness) Ra가 측정된다. 도 8은 열처리 및 도 4에 도시된 유리가 후속한 양생 후에 두께들을 변화시키는 하지막들을 갖는 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra의 측정 결과를 도시한다. 도 8은 크롬으로 이루어진 하지층들의 두께와 비자성 기판들(2)의 표면 조도 Ra 간의 관계를 도시하는 그래프이다.
10nm 두께의 크롬으로 이루어진 하지막이 비자성 기판(2)의 최소 표면 조도 Ra를 획득하고, 하지막의 두께가 20nm 이상일 때 비자성 기판(2)의 표면 조도 Ra가 점진적으로 증가되는 것을 도 8의 측정 결과로부터 알 수 있다.
따라서, 비자성 기판(2) 상의 크롬으로 이루어진 하지막이 20nm 이상의 두께를 가지면, 크롬의 잉여량은 유리 박막(3)이 증착되는 표면으로부터 유리 박막(3)을 분리하도록 유리 박막(3)을 연화하는 열처리의 실행 시 유리 박막(3)으로 혼합되므로, 표면 조도 Ra를 억제하기 어렵다.
그러므로, 본 발명이 적용되는 기판을 평탄화하는 방법으로, 유리 박막(3)이 증착되는 비자성 기판(2)의 표면 상에 20nm 또는 더 작은 두께의 크롬으로 이루어진 하지막을 증착시키는 것이 바람직하다. 본 발명이 적용되는 기판을 평탄화하는 방법으로, 적절한 두께로 증착된 하지막의 물질은 유리 박막(3)을 분리하도록 유리 박막(3)으로 과도하게 혼합되지 않고, 연화된 유리 박막(3)의 경화에서의 열적 수축은 비자성 기판(2)의 표면을 고도로 평탄화히기 위해 유리 박막(3)의 표면을 인장시킨다. 이러한 방법으로, 비자성 기판(2)의 표면은 비자성 기판(2)의 표면 내에 형성된 홈들의 내부 표면들을 포함하여 경화될 수 있다. 크롬이 상기 측정에서 하지막에 대해 사용되는 동안, 크롬 산화물이 하지막에 대해 사용되는 경우에 유사한 결과들이 획득되는 것은 말할 나위도 없다.
다음에, 설명은 본 발명이 적용되는 상술한 기판 평탄화 방법을 사용하여 생성된 자기 헤드에 대해 이루어질 것이다.
도 9에 도시된 자기 헤드(10)는 금속 확산 결합을 통해 서로 결합된 한 쌍의자기 코어 절반체들(11; magnetic core halves)로 구성된다. 쌍으로된 자기 코어 절반체들(11)의 각각은 비자성 물질에 기초한 CaO-TiO2-NiO로 이루어진 비자성 기판(12), 경사(12a)가 형성된 비자성 기판(12)의 주요 표면 상에 증착된 금속 자성 박막(13), 및 금속 자성 박막(13)을 커버하는 저융점 유리(14)가 형성된다. 쌍으로된 자기 코어 절반체들(11) 들 중 적어도 하나에, 박막 코일(15)은 유도 기전력의 검출 및/또는 여기를 위해 증착된다.
도 10에 도시되는 바와 같이, 자기 헤드(10) 내에, 금속 자성 박막들(13)은 비자성 박막(16)을 통해 서로 결합된 자기 코어 절반체들(11)의 쌍을 갖는 자기 코어(17)를 형성한다. 도 10에서, 박막 코일(15)이 생략된다.
자기 기록 매체(도시되지 않음)가 도 10의 화살표(A)로 도시된 방향으로 이동시킬 때, 자기 헤드(10)는 자기 기록 매체 상에 기록된 자기 필드로 신호를 재생하고, 또는 자기 기록 매체 상으로 신호를 자기 필드로 기록한다.
자기 헤드(10)는 자기 헤드(10)가 자기 기록 매체에 접하는 방법을 조절하는, 도 10의 화살표(a)로 도시된, 자기 기록 매체의 이동 방향과 평행하게 아크 형태(arc shape)로 자기 기록 매체에 대향한 이동 표면(10a)을 가진다. 자기 헤드(10)는 자기 기록 매체와의 접촉 영역을 조절하기 위해 그 안에 형성된 접촉 폭 조정 홈들(18)을 가진다. 접촉 폭 조정 홈들(18)은 도 10의 화살표(A)에 의해 도시된 방향과 평행하여 자기 헤드(10)의 양쪽 면들 상에 형성된다.
자기 헤드(10)에서, 비자성 기판(12)은 비자성 물질에 기초하여 CAO-TiO2-NiO로 이루어진다. 그러나, 비자성 기판(12)은 거기에 제한되지 않고, 예컨대, 칼슘 티탄산염, 바륨 티탄산염, 지르코늄 산화물, 알루미나, 알루미나 티타늄 탄화물, 아연 페라이트 등으로 이루어질 수 있다.
비자성 기판(12)은 그 표면 상에, 유리 박막(31)이 사전증착되는 약 10nm의 두께로 증착된 크롬으로 이루어진 하지막(30)을 가진다. 비자성 기판(12)의 표면은 사전증착된 유리 박막(31)이 미리결정된 점도로 연화될 때까지 열처리를 실행하고, 유리 박막(31)이 경화될 때까지 양생을 실행함으로써 고도로 평탄화된다. 바꾸어 말하면, 연화된 유리 박막(31)의 경화에서의 열적 수축은 경사(12a)를 포함하는 비자성 기판(12) 표면을 경화하기 위해 유리 박막(31)의 표면을 인장한다.
유리 박막(31)은 약 500nm 두께에서 약 700℃의 연화점을 갖는 붕규산 유리로 형성된다. 유리 박막(31)은 그러한 붕규산 유리에 제한되지 않고, 임의의 다른 유리 물질들은, 예컨대, 저연화 점(low softening point)을 갖는 저융점 유리에 사용될 수 있다.
자기 헤드(10)로, 센더스트(Sendust; Fe-Al-Si 합금)와 같은 연자기 물질(soft magnetic material)은 금속 자성 박막(13)으로 증착된다. 금속 자성 박막(13)은 미리결정된 각도로 경사(12a)가 형성되는 비자성 기판(12)의 경면화 표면 상에 증착된다. 금속 자성 박막(13)이 이러한 방법으로 비자성 기판(12)의 경면화 표면 상에 증착되기 때문에, 연자기 특성들(soft magnetic properties)이 개선될 수 있다.
금속 자성 박막(13)은 대응부에 결합된 자기 코어 절반체(11)의 단면 상에통상적으로 중심부 내의 오목부(13a)를 갖는다. 이와 같이, 금속 자성 박막(13)은 자기 코어 절반체(11)의 결합 표면(11a) 상에 오목부(13a)로 채워진 저융점 유리(14)에 의해 분리되어 노출된 뱅크에 접한 면(20) 및 전방에 접한 면(19)을 가진다. 쌍으로된 자기 코어 절반체들(11)의 전방에 접한 면들(19)은 전방의 갭(21)을 형성하도록 비자성 박막(16)을 통해 서로 대면하게 한다.
자기 코어 절반체(11)는 결합 표면(11a) 상에, 후방의 접한 면(20) 상에 중심을 둔 박막 코일(15)이 증착되는, 코일 형성 오목부(23)를 갖는다. 코일 접속 단자(24)는 결합 표면(11a)상에 코일 형성 오목부(23) 내의 후단 접합 표면(20) 상에 중심을 둔 박막 코일(15)이 증착되는 코일 형성 오복부(23)를 가진다. 박막 코일(15)은 코일 형성 오목부(23) 내에 증착되고, 코일 접속 단자(24)에 접속된 중심에서 단부를 가진다.
각 코일 접속 단자(24)는 쌍으로된 자기 코어 절반체들(11)의 각 결합 표면(11a)으로 플러쉬(flush)되도록 조절된 높이로 형성된다. 자기 헤드(10)에서, 한 쌍의 자기 코어 절반체들(11)이 서로 결합될 때, 한 쌍의 코일 접속 단자들(24)은 또한 서로 결합된다. 이와 같이, 자기 코어 절반체들(11)의 쌍이 자기 헤드(10)에서 서로 결합될 때, 한 쌍의 박막 코일들(15)은 서로 전기적으로 접속된다.
외주측의 박막 코일(15)의 단부는 자기 기록 매체용 이동 표면(10a)에 대향하여 그려진다. 쌍으로된 자기 코어 절반체들(11)은 박막 코일들(15)이 그려진 위치들에서, 외부 접속 단자들(25)을 각각 가진다. 외주측 상의 박막 코일들(15)의 단부들은 외부 접속 단자들(25)에 각각 접속된다.
각가의 외부 접속 단자(25)는 외부에 박막 코일(15)을 전기적으로 접속하는 가능을 가진 자기 헤드(10)의 측면에 노출된다. 쌍으로 된 자기 코어 절반체들(11)이 서로 결합될 때, 쌍으로된 외부적으로 외부 접속 단자들(15)은 단락 회로를 회피하도록 서로 접촉하지 않는 위치에서 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 자기 헤드(10)에서, 유리 박막(31)은 금속 자성 박막(13)이 증착되는 비자성 기판(12)의 기판 상에 증착되고, 유리 박막(31)의 연화 및 후속한 경화시의 열적 수축은 비자성 기판(12)의 표면을 고도로 평탄화하기 위해 유리 박막(31)의 표면을 인장한다. 따라서, 적절한 연자성 특성들(soft magnetic properties)은 자기 헤드(10)의 특성을 개선하기 위해 고도로 평탄화된 표면을 갖는 비자성 기판(12) 상에 증착된 금속 자성 박막에서 획득될 수 있다.
본 발명의 실시예가 약 500nm의 두께를 갖는 유리 박막(31)을 이용하는 동안, 비자성 기판(12) 표면은 금속 자성 박막(13)이 증착되는 표면 상에 유리 박막(31)이 증착되는 한 평탄화될 수 있다. 그러나, 유리 박막(31)이 더 큰 두께를 갖는 경우, 비자성 기판(12) 상에 유리 박막(31)을 증착하는데 과도한 시간이 걸린다. 이러한 이유 때문에, 유리 박막(31)은 1000nm 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
다음에, 상술한 자기 헤드(10)를 제조하는 방법은 특히, 도 11 내지 도 21을 참조하여 상세히 기술될 것이다.
자기 헤드(10)를 생성하기 위해, 다수의 자기 코어 절반체들(11)은 먼저 동일한 기판 상에 라인들로 생성된다. 다음에, 기판은 다수의 자기 코어절반체들(11) 각각이 자기 코어 절반체들(11)의 블록들을 획득하기 위해 형성되는 각각의 라인들에 대해 조각들로 절단된다. 그 후에, 자기 코어 절반체들(11)의 블록들 쌍은 자기 헤드들(10)을 형성하기 위해 금속 확산 결합을 통해 서로 완전하게 결합된다. 자기 헤드들(10)의 블록은 자기 헤드들(10)을 완성하기 위해 개별 자기 헤드들(10)로 절단된다. 이러한 단계들은 이후에 순서대로 기술될 것이다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 실질상 평탄한 플레이트 형태의 기판(40)이 준비된다. 자기 헤드(10)의 비자성 기판(12)으로 기능하는 기판(40)은 예컨대, 비자성 물질에 기초한 CaO-TiO2-NiO로 이루어진다. 기판(40)은 예컨대, 약 3mm의 두께, 약 30mm의 길이 및 폭을 가진다.
다음에, 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 자기 코어 형성 홈들(41)은 상술한 기판(40)의 주요 표면(40a)에서 그라인드스톤(grindstone) 등으로, 예컨대, 45。의 각도를 갖도록 서로 평행하여 형성된다. 그 결과의 기판(40)은 이러한 제 1 그루빙(grooving)으로 형성된 자기 코어 형성 홈들(41)에 의해 그 위에 형성된 다수의 경사들(40b)을 갖는다. 이러한 점에서 형성된 경사들(40b)은 다각형의 형태 또는 아크 형태를 가질 수도 있다. 슬로프들(40b)이 기판(40)의 주요 표면(40a)에 대해 약 25 내지 60。의 경사각을 갖는 것이 바람직한 반면에, 트랙 폭의 정확성 또는 의사갭(pseudogap)의 방지를 고려하여 약 35 내지 50。의 경사각을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에서, 자기 코어 형성 홈들(41)은 약 130㎛의 깊이 및 약 150㎛의 폭을 가진다.
다음에, 크롬으로 이루어진 하지막(30)은 그 위에 형성된 경사들(40b)을 갖는 기판(40)의 전체 표면 상에 약 10nm의 두께를 갖도록 증착된다.
그 후에, 도 13에 도시된 바와 같이, 약 700℃의 연화점을 갖는 붕규산 유리 박막(31)은 예컨대, 그 위에 증착된 하지막(30)을 갖는 기판의 전체 표면 상에 스퍼터링을 통해 약 500nm의 두께로 증착된다. 그 위에 증착된 유리 박막(31)을 갖는 기판(40)은 1분 동안 800℃로 열처리가 실행되어 유리 박막(31)을 연화한다. 연화된 유리 박막(31)은 경화될 때까지 자연적으로 냉각된다.
이와 같이, 연화된 유리 박막(31)의 경화에서의 열적 수축은 유리 박막(31)의 표면을 인장하여, 그 위에 형성된 경사들(40b)을 갖는 기판(40)의 전체 표면이 자기 코어 형성 홈들(41)의 내부 표면들을 포함하여 고도로 평탄화된다.
다음에, 도 14에 도시된 바와 같이, 자기 금속 박막(13)은 자기 코어 형성 홈들(41)의 내부 표면들을 포함하여 고도로 평탄화된 기판들의 전체 표면 상에 증착된다. 금속 자성 박막(13)은 고도로 평탄화된 기판(40) 상에 증착되기 때문에, 그 연자성 특성들은 상당히 개선될 수 있다.
증착 단계에서, 금속 자성 박막(13)은 3개의 금속 자성 물질들이 적층되어 비자성 층들이 그 사이에 삽입되도록 증착된다. 금속 자성 박막(13)은 예컨대, 마그네트론 스퍼터링 프로세스, MBE(분자 빔 에피텍시) 프로세스, 또는 PVD(물리 기상 증착) 및 CVD(화학 기상 증착)와 같은 기상 증착 프로세스를 통해 증착된다.
금속 자성 박막(13)은 다수의 금속 자성 층들을 포함한 것에 제한될 필요가 없고, 단일 금속 자성 층이 형성될 수 있다. 그러나, 금속 자성 박막(13)은 더 높은 주파수 범위에서 높은 감도를 획득하도록 다수의 분리된 금속 자성 층들을 포함하는 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 금속 자성 박막(13)은 감소된 에디 전류 손실(reduced eddy current loss)에 기인하여, 더 높은 주파수 범위의 높은 감도를 달성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 금속 자성 박막(13)은 자기 자성 박막(13)이 3개의 Fe-Al-Si 합금층들을 갖도록 비자성 층(도시되지 않음)으로 기능하는 4㎛의 Fe-Al-Si 합금(센더스트) 및 0.15㎛의 알루미나의 교대로 적층된 층들로 형성된다. 금속 자성 박막(13)이 다수의 층들로 형성되는 경우, 단일 물질 또는 알루미나, SiO2 또는 SiO와 같은 물질들의 혼합물은 비자성 층에 사용된다. 비자성 층의 두께는 접하여진 금속 자성 층들 간의 충분한 절연을 제공하도록 설정된다. 다음에, 도 15에 도시되는 바와 같이, 제 2 그루빙은 금속 자성 박막(13)이 형성되는 표면 상의 자기 코어 형성 홈들(41)에 실질상 수직한 방향으로 실행된다. 제 2 그루빙에서, 분할 홈들(42)은 미리결정된 크기로 자기 코어들(17)을 분리하기 위해 형성되고, 권선 홈들(43)은 분할 홈들(42)에 따라 분리된 각 자기 코들(17) 내에 박막 코일들(15)을 증착하도록 형성된다.
이러한 관점에서, 금속 자성 박막(13)은 경사들(40b) 이외의 부분들에서 형성되며, 즉, 자기 코어 형성 홈들(41)의 하단에 형성된 금속 자성 박막(13)은 그라인딩(grinding)을 통해 제거된다.
분리 홈들(42)은 개별 자기 코어들(17)을 형성하기 위해 기판(40) 상에 전후방향(front-to-back)으로 자기 코어들(17)을 자기적으로 분리하도록 제공되어, 폐쇄된 자기 회로(closed magnetic circuit)가 각 자기 코어(17) 내에 형성된다. 2개의 분리 홈들(42)이 도 15의 예에 도시되는 반면에, 형성될 자기 코어 절반체들(11)의 라인들의 수에 대응하는 분리 홈들(42)을 제공하는 것이 필요하다. 또한, 분리 홈들(42)은 전후 방향으로 라인들로 배열된 각각의 자기 코어들(17)을 자기적으로 분리하기 위해 금속 자성 박막(13)을 완전히 절단하는 깊이를 갖도록 형성되어야 한다. 특히, 분리 홈들(42)은 자기 코어 형성 홈들(41)의 하단으로부터 150㎛의 깊이를 가지며, 즉, 기판(40)의 주요 표면(40a)로부터 280㎛의 깊이를 가진다.
반면에, 상술한 가지 헤드(10)에서, 각각의 권선 홈들(43)은 자기 코어(17)의 금속 자성 박막(13)내에 오목부(13a)를 형성한다. 이와 같이, 권선 홈들(43)은 전방의 접한 표면(19) 및 후방의 접한 표면(20)을 갖는 자기 코어(17)를 형성하고 코일 형성 오목부(23)를 형성하기 위해, 금속 자성 박막(13)을 절단하지 않는 깊이를 갖도록 형성되어야 한다. 이 때문에, 금속 자성 박막(13)의 절단 표면은 권선 홈들(43)의 표면들 상에 노출된다.
권선 홈들(43)은 전방의 접한 표면(19) 및 후방의 접한 표면(20)의 길이들에 따라 결정된 형태를 가진다. 본 실시예에서, 권선 홈들(43)은 140㎛의 폭을 갖도록 형성되어, 전방의 접한 표면(19)이 30㎛의 길이를 가지며, 후방의 접한 표면(20)이 85㎛의 길이를 가진다. 권선 홈들(43)은 금속 자성 박막(13)을 절단하지 않는 길이를 가질 수 있고, 너무 큰 깊이를 가지면, 자기 경로가 더 길어지게 되어 자속 전송 효율을 감소시킨다. 권선 홈들(43)의 깊이는 나중에 설명된 단계에서 증착된 박막 코일(15)의 두께에 의존하며, 본 실시예에서, 깊이는 20㎛로 설정된다.
권선 홈들(43)은 형태에 제한되지 않으며, 본 실시예에서 권선 홈들(43)은 전방의 접한 표면(19)에 더 가까운 측면들 상에 45。의 각도로 경사들(43a)을 가진다. 이와 같이, 자기 코어(17)는 이동 표면(10a) 상의 자속을 집중하도록 구성되며, 자기 헤드(10)의 감도가 개선될 수 있다.
다음으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 용해된 저융점 유리(44)는 홈들(41)을 형성하는 자기 코어, 분리 홈들(42) 및 권선 홈들(43)이 형성되는 기판(40)의 주요 표면(40a) 상에 사용된다. 그후에, 저융점 유리(44)는 냉각되고 설정되며, 설정된 저융점 유리(44)의 표면 상에서 평탄화가 실행된다.
평탄화가 저융점 유리(44)상에서 행해질 때, 기판(40)의 노출된 부분은 바람직하게는 박막 코일(15)의 가장 내부 트랙의 폭보다 작은 폭을 갖는다. 이는 에칭이 차후의 처리 단계에서 행해질 때 기판(40)과 저융점 유리(44) 사이에서 에칭율의 차이로 인한 단계의 발생을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 그라인딩(grunding)이 단자 홈들(45)을 형성하기 위해 응고된 저융점 유리(44) 상에서 그라인드스톤(grindstone) 등으로 행해진다. 단자 홈(45)들은 상술한 분리 홈들(42) 바로 위에 위치되도록 형성된다. 본 발명에서, 단자 홈들(45)은 100μm의 폭과 깊이를 갖는다. 그후에, Cu와 같은 도체가 도금(plating) 등을 통해 단자 홈들(45)에 채워진다. 그후에, 평탄화가 저융점 유리(44)의 표면 상에서 다시 행해진다. 단자 홈들(45)에 채워진 Cu와 같은 도체는 상술한 자기 헤드(10) 내의 외부 접속 단자들(25)로서 기능한다.
다음으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 저융점 유리(44)는 박막 코일(15)기증착되는 코일 형성 오목부(23)를 형성하기 위해 에칭된다.
코일 형성 오목부(23)는 뒷면에 접한 표면(20) 상에서 실질적으로 중앙에 위치된 실질적으로 직각 모양을 가지며, 뒷면에 접한 표면(20)과 코일 접속 단자(24)를 제외한 부분을 에칭함으로써 형성된다. 코일 형성 오목부(23)는 한 단부로부터 단자 홈(45)에 이르기 위해 홈(23a)을 갖는다.
다음으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 모서리가 있는 모양에서 측면 홈들(46)이 기판(40)의 주요 표면 상에서 평행하게 연장하는 정면에 접하는 표면들(19)을 가로질러 형성된다. 그후에, 자기 코어 절반체들(halves)(11)을 갖는 기판(40)은 자기 코어 절반체 블록들(47)을 형성하기 위해 각각의 라인에 대한 조각들로 잘린다.
측면 홈(46)은 예로서, 50μm의 깊이와 400μm의 폭을 갖도록 그라인딩을 통해 형성된다. 측면 홈(46)은 자기 코어 절반체 볼록들(47)의 쌍이 서로 접하게 될 때(차후에 설명됨), 위치지정을 위한 지시자(indicator)로서 정면에 접하는 표면(19)의 상단부를 노출시키도록 형성된다.
측면 홈(46)이 형성된 후, 기판(40)의 주요 표면은 평탄화를 위해 미러 폴리싱(mirror polishing)된다. 이 점에서, 보호막으로 덮인 정면에 접하는 표면(19) 및 뒷면에 접하는 표면(20)은 외부측에 노출된다.
다음으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 자기 코어 절반체 블록들(47)의 쌍이 정확하게 위치되고, 금속 확산 결합이 수행된다. 이 점에서, 자기 코어 절반체 블록들(47)의 쌍은 비자기(non-magnetic) 박막(16)으로서 기능하는 Au를 갖는 블록들사이의 접합을 패턴화하고, 측면 홈들(46)에 접하는 정면에 접하는 표면들(19)의 상단부들을 면 대 면(face-to-face)으로 위치시킴으로써 정확하게 위치된다. 그후에, 서로 마주하는 쌍으로된 자기 코어 절반체 블록들(47)은 미리결정된 온도로 가열되고 금속 확산 결합을 갖도록 미리결정된 압력이 인가되어, 자기 헤드 블록(48)을 만든다. 금속 확산 결합이 본 실시예에서 Au 패터닝으로 형성되는 동안, 자기 코어 절반체 블록들(47)의 쌍은 예컨대 접착제, 워터 유리(water glass) 등을 이용하여 서로 결합될 수 있다.
다음으로, 도 21에 도시된 바와 같이, 자기 헤드 블록(48)은 절단되어 각각의 자기 헤드들(10)로 분할된다. 이 점에서, 자기 헤드 블록(48)은 방위각이 20도가 되도록 도 21의 선들 B-B'을 따라 절단함으로써 각각의 자기 헤드들(10)로 분할된다.
상술한 바와 같이, 본 발명이 이용되는 자기 헤드를 제조하는 방법에 있어서, 짧아진 유리 박막(31)의 경화 시에 단자 수축(shrinkage)은 기판(40)의 표면에 형성되는 자기 코어 형성 홈들(41)의 내부 표면들을 포함하는 기판(40)의 표면을 상당히 평탄화하기 위해 유리 박막(31)의 표면을 잡아 늘려서, 연자성 특성들이 상당히 평탄화된 기판을 갖는 기판(40) 위에 증착되는 금속 자성 박막(13)에서 향상될 있다. 자기 코어 절반체 블록들(47)의 쌍이 형성되고 비자성 박막(16)을 통해 서로 결합되어, 쌍으로된 자기 코어 절반체 블록들(47)의 금속 자성 박막들(13)의 정면에 접하는 표면들(19)과 뒷면에 접하는 표면들(20)이 그후에 각각의 자기 헤드들(10)로 절단되는 자기 코어 블록(48)을 만들기 위해서 서로 마주한다. 따라서,향상된 특성들을 갖는 체적 내에서 자기 헤드들(10)을 제조하는 것이 가능하다.
상술된 기판 평탄화 방법을 통해 상당히 편탄화된 표면을 갖는 기판(40)을 이용하여 만들어진 자기 헤드(10) 및 평탄화가 행해지지 않은 기판을 이용한 자기 헤드의 기록/재생 출력 및 최적의 기록 전류가 측정되었다. 표 1은 측정들에서 얻어진 결과들을 보여준다. 이들 자기 헤드에 대한 평가 기준은 DVD(Digital Video Cassette) 포맷으로 행한 것이다.
표 1
| 기판의 평탄화 | 재생 출력(㎶, 10㎒) | 최적 재생 전류(㎃pp) |
| 실행 | 945 | 21.9 |
| 실행되지 않음 | 598 | 35.8 |
상당히 평탄화된 표면을 갖는 기판(40)을 이용한 자기 헤드(10)가 자기 헤드의 보다 높은 기록/재생 출력 및 평탄화가 행해지지 않은 기판을 갖는 자기 헤드에 비하여 자기 헤드의 보다 낮은 최적의 기록 전류를 가짐을 표 1에서의 측정 결과들로부터 알 수 있다.
이 방식에서, 자기 헤드(10)는 금속 자성 박막(13)의 연자성 특성들을 향상시키도록 상당히 평탄화된 표면을 갖는 기판(40) 위에 증착된 금속 자성 박막(13)을 가지며, 기록/재생 출력이 증가되고 증가된 기록/재생 출력은 보다 낮은 기록 전류를 가지며 얻어질 수 있다.
상술한 기판 평탄화 방법으로 상당히 평탄화된 표면을 갖는 기판(40)을 이용하는 장치의 예로서 자기 헤드(10)를 취했지만, 상당히 평탄화된 표면을 갖는 기판(40)을 이용한 장치는 자기 헤드(10)에 반드시 제한되지 않는다. 기판(40)이 박막 기술 예컨대, 반도체 장치, MR 헤드 또는 MIG 헤드와 같은 박막 헤드를 갖는 상당히 평탄화된 기판 상에 만들어진 또 다른 장치들에 사용되며, 이러한 장치들의 특성들은 또한 상술된 경우와 유사하게 향상될 수 있다.
본 발명은 쌍으로된 자기 코어 절반체 블록들의 금속 자성 박막들의 단면들은 비자성 박막을 통해 서로 결합되어 개별 자기 헤드들로 절단되는 자기 코어를 생성함으로써, 개선된 특성들을 갖는 자기 헤드들을 대량으로 제조하는 것이 가능케 하는 효과가 있다.
Claims (19)
- 기판을 평탄화하는 방법에 있어서,기판의 표면 상에 유리 박막을 사전증착하는(predepositing) 단계,상기 유리 박막이 미리결정된 점성(viscosity)으로 연화(soft)될 때까지 상기 기판 상에서 열처리를 실행하는 단계, 및상기 유리 박막이 경화될 때까지 상기 열처리 후에 상기 기판을 양생(cure)하는 단계를 포함하는, 기판 평탄화 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 유리 박막은 103Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 기판 평탄화 방법.
- 제 2항에 있어서,상기 유리 박막은 104.4Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 기판 평탄화 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 유리 박막은 1000nm 이하의 두께를 갖는, 기판 평탄화 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 기판과 상기 유리 박막 사이에 증착된 크롬 또는 크롬 산화물로 이루어진 하지막(underlying film)을 더 포함하는, 기판 평탄화 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 하지막은 20nm 이하의 두께를 갖는, 기판 평탄화 방법.
- 자기 코어 절반체들(magnetic core halves)의 쌍을 포함하는 자기 헤드로서, 상기 절반체들 각각은 비자성 기판 및 상기 비자성 기판의 표면 상에 증착된 금속 자성 박막을 포함하고, 상기 절반체들의 쌍은, 한 금속 자성 박막이 다른 금속 자성 박막과 접하고(abut) 접하여진 표면 사이에 자기 갭(magnetic gap)이 형성되도록, 서로 일체로 결합되고, 상기 금속 자성 박막들이 증착되는 상기 비자성 기판들의 각 표면들이 상기 자기 갭과 평행하지 않으며,상기 비자성 기판은 상기 금속 자성 막이 증착되는 표면 상에 증착된 유리 박막을 갖는, 자기 헤드.
- 제 7항에 있어서,상기 유리 박막이 열적 수축에 의해 인장(stretch)됨으로써, 상기 금속 자성 박막이 증착되는 상기 비자성 기판의 표면을 평탄화하는, 자기 헤드.
- 제 8항에 있어서,상기 유리 박막은 103Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 자기 헤드.
- 제 8항에 있어서,상기 유리 박막은 104.4Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 자기 헤드.
- 제 7항에 있어서,상기 유리 박막은 1000nm 이하의 두께를 갖는, 자기 헤드.
- 제 7항에 있어서,상기 비자성 기판과 상기 유리 박막 간에 증착된 크롬 또는 크롬 산화물로 이루어진 하지막을 더 포함하는, 자기 헤드.
- 제 12항에 있어서,상기 하지막은 20nm 이하의 두께를 갖는, 자기 헤드.
- 자기 헤드를 제조하는 방법에 있어서,미리결정된 간격으로 복수의 홈들(grooves)이 그 위에 형성된 비자성 기판의 표면 상에 유리 박막을 사전증착하고, 상기 유리 박막이 미리결정된 점성으로 연화될 때까지 상기 비자성 기판 상에 열처리를 실행하고, 상기 비자성 기판의 표면을 평탄화하도록 상기 유리 박막이 경화될 때까지 상기 열처리 후에 상기 비자성 기판을 양생하는 단계,상기 비자성 기판 상에 금속 자성 박막을 증착하는 단계,상기 금속 자성 박막이 증착되는 상기 비자성 기판을 덮기 위해 유리층을 형성하고, 한쌍의 자기 코어 절반체 블록들(magnetic core half blocks)을 생성하도록 평탄화가 행해진 상기 유리층의 표면에 형성된 오목부(recess) 내에 박막 코일을 증착하는 단계,자기 코어 블록을 생성하도록 상기 각각의 금속 자성 박막들의 단면들이 비자성 박막을 통해 서로 마주하도록 대향하여 위치시키고 상기 쌍의 자기 코어 절반체 블록들을 결합시키는 단계, 및상기 자기 코어 블록을 개별 자기 헤드들로 절단하는 단계를 포함하는, 자기 헤드 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 유리 박막은 103Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 자기 헤드 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 유리 박막은 104.4Pa·s 내지 106.76Pa·s 범위의 점성으로 연화되는, 자기 헤드 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 유리 박막은 1000nm 이하의 두께를 갖는, 자기 헤드 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 비자성 기판과 상기 유리 박막 사이에 증착된 크롬 또는 크롬 산화물로 이루어진 하지막을 더 포함하는, 자기 헤드 제조 방법.
- 제 18항에 있어서,상기 하지막은 20nm 이하의 두께를 갖는, 자기 헤드 제조 방법.
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