JPH0259604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、絶縁膜を有する薄膜磁気ヘツド用
基板材料の改良に係り、Al₂O₃−TiC系、
Al₂O₃TiO₂系等のAl₂O₃系基板上に被着する絶縁
膜たるAl₂O₃薄膜を、著しく高い付着強度で被着
した基板材料に関する。 今日、コンピユータ用を始めオーデイオ用、
VTR用等の磁気ヘツドは、記録密度の高密度化
並びに耐摩耗性の改善が強く求められており、こ
のためＩ・Ｃテクノロジーを用いて製造する薄膜
磁気ヘツドが最適と考えられている。この薄膜磁
気ヘツド基板材料には、Al₂O₃−TiC系、Al₂O₃
−TiO₂系等のAl₂O₃系材料が、耐摩耗性、精密加
工性にすぐれた非磁性基板材料として多用されて
いる。 かかる薄膜磁気ヘツドの性能は、基板材料上に
種々の導電性あるいは非導電性の薄膜並びにパタ
ーンを被着させるため、基板材料自体と絶縁膜と
の接着強度が重要になつてくる。すなわち、一般
に薄膜磁気ヘツドは、導電性を有する上記基板上
に被着積層するパーマロイ、センダスト等の軟磁
性材料またはCu、Au、Al等のコンダクターとの
電気的絶縁性を確保する必要から、前工程で精密
研摩した該基板表面上に、例えばスパツター等で
Al₂O₃絶縁被膜が被着され、さらにこのAl₂O₃絶
縁被膜の上に磁気ヘツドパターンが形成され、そ
の後個々の薄膜磁気ヘツドに加工されている。 ところが、このAl₂O₃系（例えば、Al₂O₃−30
〜45％TiCなる組成）基板上に、スパツタリング
で直接Al₂O₃絶縁膜を形成するため、両者の界面
でスパツタリングした絶縁膜と基板間は、結晶組
織的に整合が十分にになされていないため、個々
に分割加工するときに剥離が生ずる恐れがあり、
また、実用スライダーとして走行させた場合に界
面において剥離を生じる恐れがあつた。 この発明は、性能のすぐれた薄膜磁気ヘツドを
得るための基板を目的とし、Al₂O₃−TiC系、
Al₂O₃−TiO₂系等のAl₂O₃系基板上に被着する絶
縁膜たるAl₂O₃薄膜を、著しく高い付着強度で被
着した基板材料を目的としている。 すなわち、この発明は、Al₂O₃系基板表面に、
該基板と同一成分系でかつ基板よりAl₂O₃含有量
の多い成分組成からなるAl₂O₃系薄膜を被着介在
させて、電気絶縁用のAl₂O₃薄膜を被着したこと
を特徴とする、絶縁膜を有する薄膜磁気ヘツド用
基板材料である。 この発明は、基板と同一成分系でかつ基板より
Al₂O₃含有量の多い成分組成からなるAl₂O₃系薄
膜を中間層として介在させることにより、絶縁膜
のAl₂O₃と基板のAl₂O₃との結晶組織的な整合を
十分に、被着強度を著しく向上させることを特徴
としている。 この発明において、Al₂O₃系基板とは、Al₂O₃
−TiC系、Al₂O₃−TiO₂系があり、Al₂O₃−TiC
系基板として、Al₂O₃55〜70％、TiC30〜45％を
基本成分とし、さらに副成分としてTiO₂1〜10
％、ZrO₂、MgO、NiO、Cr₂O₃の各々0.5〜５％、
Y₂O₃0.05〜２％の少なくとも１種を含有する基
板がある。また、Al₂O₃−TiO₂系基板には、
Al₂O₃40〜80％、TiO₂20〜60％を基本成分とし、
さらに副成分としてZrO₂、MgO、CaO、Y₂O₃の
各々0.5〜５％の少なくとも１種を含有する基板
がある。 Al₂O₃系基板と電気絶縁用Al₂O₃薄膜との間に
中間層として介在させるAl₂O₃系薄膜は、例え
ば、基板組成が65％Al₂O₃−35TiC系基板の場合、
Al₂O₃が65％以上でTiC系が35％以下からなる
Al₂O₃−TiC系薄膜である必要があり、また、基
板組成が60％Al₂O₃−40TiO₂系基板の場合、
Al₂O₃が60％以上で、TiO₂が40％以下からなる
Al₂O₃−TiO₂系薄膜である。 中間層のAl₂O₃系薄膜は、その被膜厚みと絶縁
用Al₂O₃薄膜との総和被膜厚みが1μｍ〜50μｍで
ある必要があり、1μｍ未満では絶縁用Al₂O₃薄膜
の上に被着する磁性膜との電気的絶縁性が磁く、
また50μｍを越える薄膜磁気ヘツドに個々に分割
加工して切断面を研摩する際、基板と絶縁用
Al₂O₃薄膜との段差が大きくなりすぎるので好ま
しくない。 また、中間層のAl₂O₃系薄膜の厚みは、基板と
絶縁用Al₂O₃薄報との接着効果を高めるために
0.1μｍ以上必要であり、その被膜厚みは上記した
如く、絶縁用薄膜との総和厚みが50μｍ以下とな
るよう、薄膜磁気ヘツドの設計に応じて適宜選定
すればよいが、絶縁用Al₂O₃薄膜の好ましい厚み
は20μｍ以下である。 また、Al₂O₃系基板の表面は、機械研摩等の所
定の研摩が施されるが、中間層のAl₂O₃系薄膜を
介して絶縁用Al₂O₃薄膜との接着性を高めるに
は、基板の表面粗度は1000Å以下、好ましくは
300Å以下にする必要がある。 この発明において、中間層のAl₂O₃系薄膜及び
絶縁用Al₂O₃薄膜の被隊方法としては、スパツタ
リング、蒸着等公知の薄膜被着方法が採用できる
が、信頼性の高さからスパツタリングが好まし
い。 Al₂O₃−TiC系基板上に中間層として同系の
Al₂O₃−TiC系薄膜をスパツタリングする場合、
所要組成の焼結型Al₂O₃−TiC系ターゲツトを使
用してもよいが、Al₂O₃−TiCのスパツター速度
比が異なるため、使用頻度の増大に伴なつて、使
用中にターゲツト中のAl₂O₃量が増加する恐れが
あるので、Al₂O₃とTiCの各々のターゲツトを作
製し、パラレル放電によつて薄膜被着を行なつて
もよい。得られる被膜組成は、各々のターゲツト
の寸法、電極間距離、スパツター速度等より算出
され、組成ずれのない安定した薄膜が得られる。
また、基板上の中間層薄膜が所要の組成となるよ
う、Al₂O₃ターゲツト上に、TiCペレツトを、
Al₂O₃、TiCのスパツタ速度に基づいて配列、配
置してもよく、さらに、中間層のAl₂O₃系薄膜の
精密加工性改善のために、Al₂O₃ターゲツト上に
TiCペレツトの他MgO、Y₂O₃、TiO₂等の添加物
のペレツトを所要組成比になるよう配置してスパ
ツタリングすることもできる。 以下に、この発明を実施例に基づいて詳述す
る。 スパツター装置に高周波マグネトロンスパツタ
ー装置を使用し、スパツター条件として、寸法
100mmφ×４mm厚み、純度99.9％のAl₂O₃、
Al₂O₃95％−TiC5％、Al₂O₃90−TiC10％、
Al₂O₃80％−TiC20％の４種のターゲツトを用い、
スパツターAr圧は１×10^-3torrで、１×10^-7torr
に到達後、投入電力600Wでスパツタリングを行
なつた。 基板にはAl₂O₃63％−TiC37％組成のものを使
用し、表面粗度を200Åに仕上げたのち、逆スパ
ツタリングにて表面層を100Å程度除去し、上記
のスパツター条件で中間層を被着した。この場
合、中間層がなく絶縁用のAl₂O₃薄膜のみのとき
は10μｍ、Al₂O₃−TiC系３種のときは1μｍの厚
みに被着し、この中間層を介して絶縁用Al₂O₃薄
膜を上記のスパツター条件で9μｍ厚みに被着し
た。 同一組成のAl₂O₃−TiC系基板の上に、４種の
中間層をそれぞれ介して絶縁用Al₂O₃薄膜を被着
した４種の基板において、絶縁用Al₂O₃薄膜の付
着力をはがれ点、亀裂点で評価し、間層間の分割
加工時の剥離状況とともに第１表に示す。 なお、第１表において、はがれ点及び亀裂点
は、マイクロビツカース硬度計を用いて、打重を
50ｇから1000ｇまで順次増大させ、各保持時間は
30秒として、Al₂O₃絶縁膜が剥離したときの荷重
をはがれ点とし、該薄膜に亀裂を生じたときの荷
重を亀裂点として評価した。また、基板より分割
して個々の薄膜磁気ヘツドに加工する際の基板と
絶縁薄膜との剥離は、顕微鏡にて判定した。 第１表より明らかな如く、基板材料と同一成分
系でかつAl₂O₃含有量を増大した中間層の薄膜を
介在させることにより、Al₂O₃−TiC系基板上に
被着する絶縁膜たるAl₂O₃薄膜が、著しく高い付
着強度で被着され、薄膜磁気ヘツド用基板として
工業上用途並びに有用性が大きく拡大し基板材料
が得られたことがわかる。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Al₂O₃系基板表面に、該基板と同一成分系で
   かつ基板よりAl₂O₃含有量の多い成分組成からな
   るAl₂O₃系薄膜を被着介在させて、Al₂O₃薄膜を
   被着したことを特徴とする絶縁膜を有する薄膜磁
   気ヘツド用基板材料。