JPH0343686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、薄膜磁気ヘツドのギヤツプ部の加工
法に係り、特に高記録密度の磁気デイスク記録装
置に好適な薄膜磁気ヘツドの製造方法に関する。

〔発明の背景〕

近年、磁気デイスク記録装置などに薄膜磁気ヘ
ツドが広く用いられるようになつてきた。

ところで、この薄膜磁気ヘツドの書込特性は磁
気ギヤツプの奥行方向寸法（ギヤツプ深さ）に大
きく依存し、従つて、研磨加工によりこの寸法が
必要かつ最小限に仕上げられている必要がある。

しかして、このためには、加工の終了時点を正
確に検知する必要があり、そのため、例えば、特
開昭54−5708号公報に記載のように、磁気ヘツド
のインダクタンス変化を用いて研摩加工の終了時
点を検知する方法が提案されている。これは、ま
ずギヤツプ深さを所定寸法以上に確保し、その先
端で上部及び下部の磁性層を接触させ、磁気コア
を閉磁気回路とした中間的な形状の磁気ヘツドを
製造する。このときの磁気ヘツドのインダクタン
スに対してギヤツプ部先端の研摩加工により磁気
コアが開磁気回路となつたときの該磁気ヘツドの
インダクタンスの変化を検出して、加工の終点を
決定する方法である。

しかして、近年はまた、磁気記録に対する高密
度記録化の要求が著しく、これに伴い、薄膜磁気
ヘツドもトラツク幅の小さいものに移行しつつあ
る。

ところが、このような薄膜磁気ヘツドでは、そ
のインダクタンスが例えば250nH程度と小さく、
かつ、それが上記のようにして閉磁気回路から開
磁気回路に変つたときでのインダクタンス変化も
例えば10nH程度の微小なため、上記した従来の
方法では正確な加工終了時点の検出が得られず、
従つて製品の歩どまりが不充分でコストアツプに
なり易いという欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、磁気ギヤツプ研摩加工の終了時点を高精度で
検出でき、高密度記録用の薄膜磁気ヘツドを歩ど
まり良く製造することができるようにした薄膜磁
気ヘツドの製造方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、研磨加工
中の薄膜磁気ヘツドに矩形波状に変化する直流バ
イアス電流を供給し、これによりコアの磁気飽和
による磁気ヘツドのインピーダンス低下の変化過
程が調べられるようにし、この結果、研摩加工の
終了時点が高感度で精度良く検出できるようにし
た点を特徴とする。

そして、このとき、インダクタンスの変化だけ
でなく、抵抗値変化も含めたインピーダンス変化
として捉えるようにし、これにより前記した終了
時点の高感度、且つ高精度の検出が充分に担保さ
れるようにした点も特徴とするものである。

なお、本発明の一実施例では、薄膜磁気ヘツド
のインピーダンスの検出にホイートストンブリツ
ジ回路網を用い、この回路網の一辺に該磁気ヘツ
ドを接続し、これにより該磁気ヘツドのインピー
ダンスを電気信号の形で取り出せるようにし、こ
れにより研摩加工の停止を自動的に行なえるよう
にした点を特徴としている。

さらに本発明の一実施例では、上記した直流バ
イアス電流を周波数の低い矩形波パルスとし、こ
れによる直流バイアス電流の変化に対応して逐次
インピーダンスを検出し、それらの差及び比を求
めることで周囲環境の変化などによる影響を取り
除くことができるようにし、高精度で加工終了時
点の検出が得られるようにした点を特徴としてい
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による薄膜磁気ヘツドの製造方法
について、図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例で、図において、Ｈ
はギヤツプ部を加工する前の中間的な形状の薄膜
磁気ヘツドを表わしたもので、所定の寸法のギヤ
ツプ深さGdが確保されるようにして上部磁性層
１と下部磁性層２の先端に接触部３を設け、研摩
加工によりギツヤツプ深さGdを残して接触部３
を取り除くための加工が施されるものである。

さらに、この第１図の実施例は、研摩加工すべ
き該磁気ヘツドＨのコイル４を一辺に組み込み、
該コイル４と対面する他辺にインダクタンス５及
び直流電流をカツトする為のコンデンサ１５を配
したホイートストンブリツジ回路網６、該磁気ヘ
ツドＨのインピーダンスを検出するための高周波
信号（数MHz〜数＋MHz）源となる交流発振器
７、該磁気ヘツドＨに磁気飽和を発生させるため
の直流電流源８、該ブリツジ回路網６の出力から
該磁気ヘツドＨのインピーダンスを検出し、その
変化から該加工の終点を検知するための高周波用
差動増幅器９、トランス１２とAC−DC変換器１
０を介して差動増幅器９の出力を取り込み、イン
ピーダンス変化を判定して出力装置１６から研摩
装置停止信号を出力させる演算装置１１、それに
直流電流源８をON，OFFするためのスイツチ１
４とを備えている。

次に、この実施例の動作について説明する。

交流発振器７からの高周波信号を上記ブリツジ
回路網６に入力し、このブリツジ回路網６の出力
をコンデンサ１３を通して取り出す。これを、差
動増幅器９により増幅したのち、AC−DC変換器
１０で振幅信号として検出する。

この振幅は、該磁気ヘツドＨのインピーダンス
によつて生じた該ブリツジ回路網６のインピーダ
ンスの不均衡による電位差に比例し、これを、該
磁気ヘツドＨのインピーダンスに相当する信号と
して検出する。

ここで、該ブリツジ回路網６に与える高周波信
号は、該磁気ヘツドＨの励磁が可逆的な範囲を外
れないようにするため、その振幅をAC−DC変換
器１０で測定できる範囲内で十分に小さくしてお
くものとする。

次に、スイツチ１４を低周波パルス（数Hz〜
数＋mHz）によりON，OFFする。これにより
直流電流源８から直流バイアス電流を該磁気ヘツ
ドＨのコイル４に流し、一定間隔で励磁を繰返
し、該磁気ヘツドＨを周期的に磁気飽和させる。

こうして検出を続けながら薄膜磁気ヘツドＨの
先端の研摩加工を続けると、該磁気ヘツドＨのイ
ンピーダンスは第２図のように変化してゆく。

この第２図から明らかなように、上記磁気ヘツ
ドＨのインピーダンスを表わすAC−DC変換器１
０の出力はスイツチ１４による直流バイアス電流
のON，OFFにより大きく上下に変化している
が、このときのON時でのインピーダンスを表わ
す出力値をａ，OFF時でのインピーダンスを表
わす出力値をｂとすると、これら出力値の差（ｂ
−ａ）は研摩加工の前後で約10倍にも及ぶ変化を
示す。

そこで演算装置１１は上記出力値ａ，ｂを逐次
検出し、上記磁気ヘツドＨの研摩加工中でのこれ
らの出力値ａ，ｂの時間的な変化を追跡する。そ
して、この結果からこれら出力値ａ，ｂに変化が
現われる時点ｃ，ｄ，ｅ，ｆを求め、これにより
加工の進捗状況と終了時点を知ることができる。

ここで、該AC−DC変換器１０の出力には、周
囲環境の変動による装置特性等の変化が含まれる
可能性がある。しかし、この実施例では、該磁気
ヘツドＨが磁気飽和している状態と、磁気飽和し
ていない状態の２種類の状態でのインピーダンス
をスイツチ１４で交互に検出しているため、周囲
環境の変動が少なくとも上記スイツチ１４の一周
期より長ければ、一方の状態でのインピーダンス
を基準として他方の状態でのインピーダンスを検
出することで、周囲環境の変動による影響を取り
除いて、純粋に該磁気ヘツドＨのインピーダンス
の変化のみを検出することが可能である。

こうして、この実施例では、出力値の差（ｂ−
ａ），あるいは比（ｂ／ａ）によつて、正確に、
しかも高感度で周囲環境の変動を受けることなく
研摩加工の終了時点の検出が可能となる。

なお、該磁気ヘツドＨの量産に際しては、イン
ピーダンス特性にバラツキを生じる場合が考えら
れる。しかして、この場合には、磁気ヘツドＨの
研摩加工をする前の状態での出力値ａ及びｂを
ai，及びbiとして記憶しておき、該磁気ヘツドＨ
を研摩加工しているときの出力値ａ及びｂに対し
て、それぞれ、ai及びbiで規格化し、ａ／ai，
ｂ／biとする機能をさらに設けることで、安定し
て研摩加工の終了時点を検出することが可能とな
る。

なお、ここで、上記出力値ｂには数％程度のゆ
らぎが発生するが、これは該磁気ヘツドＨが磁気
飽和から解放され、緩和する過程において落ち着
く磁区構造の違いによる差から生じるもので、こ
れに対しては、例えば直流バイアス電流がOFF
になると同時に該磁気ヘツドＨを消磁することで
安定化が可能になる。

また、他の方法として、直流バイアス電流を
ON，OFFする代りに、異なつた２種、または３
種のレベルの直流バイアス電流を短形波状に与え
たり、或いは、小さな値の直流電流を定常的に、
上記したON，OFFによるバイアス電流に重畳さ
せるようにしてもよい。

さらに、このとき、直流バイアス電流の値を変
えてやれば、第２図のｃ，ｄ，ｅ，ｆの各点の相
対位置を変えてやることができ、これによれば研
磨加工の終了点に近づいたとき、その手前でそれ
の予知が可能になり、さらに精密な研摩加工が可
能になる。

次に、直流バイアス電流による該磁気ヘツドＨ
の励磁を基本とする上記実施例の原理を第３図な
いし第５図により説明する。ここで、第３図は該
磁気ヘツドＨの磁力線分布であり、第４図、第５
図は10MHzの高周波を用いて測定した該磁気ヘ
ツドＨのインダクタンス及び抵抗値である。

第３図に示す様に、該接触部３を設けることに
より、同図ｂに示す閉磁気回路構成とした該磁気
ヘツドＨの磁気コアが、接触部３の研摩加工によ
り同図ｃに示す開磁気回路構成の磁気コアとなる
とき、磁気コアの磁路抵抗が増加し、磁気コア内
の磁束が減少する。このため、第４図に示すよう
に該磁気ヘツドＨのインダクタンスの減少Ａが起
こる。なお、従来例（特開昭54−5708号）はＡの
みを利用した方法である。

また、該磁気ヘツドＨの上部磁性層段差部１０
１はトラツク幅が小さいほど磁性層の断面積が小
さく、磁路が狭くなつている。このため、該磁気
ヘツドＨに直流電流（例えば5mA）を流し、励
磁すると、該上部磁性段差部１０１の磁束密度が
第３図ｂに示すように高くなり、磁気飽和が起
る。これにより、インダクタンスの減少Ｂが起こ
る。

これに対して、該磁気ヘツドＨを研摩加工し、
同図ｃに示すように接触部３を取り除いたとき、
該磁気ヘツドＨの磁気抵抗が増加する。このた
め、同直流電流によつて生じる磁気コア内の磁束
は減少し、インダクタンスの低下Ｃは上記のＢに
比して少さくなる。なお、アンダーソン（N.C.
Anderson）及びジヨーンズ（R.E.Jones，Jr）
は、アイ イ− イ− イ−、トランズアクシヨ
ン オン マグネテイク MAG−17，2896，
（1981）（IEEE Trans.on Mag.，）で、磁気ヘツ
ドのトラツク幅と印加直流電流との関係について
示している。

他方、第５図に示すように、該磁気ヘツドＨの
抵抗値についても、全体の変化は小さいが、第４
図に示したインダクタンスの場合と同様の傾向が
見られる。これは、該磁気ヘツドＨの磁気コアの
ヒステリシス損失、及び渦電流損失が、磁気コア
の磁気的な飽和により低減する効果と推測され
る。

そこで、本発明では、上記原理に基づき、該加
工の終了時点を検知するために、磁気ヘツドのイ
ンダクタンスのみではなく抵抗値を含め、インピ
ーダンスの検出をする方式をとり、さらに、磁気
コアが磁気飽和したときのインピーダンスをも併
わせて検出することにより、該加工の終点を高感
度、高精度に検知することを可能にしたものであ
る。

次に、第１図の実施例による検出動作について
第６図及び第７図によりさらに具体的に説明す
る。

いままでの説明では、第６図のａに示すよう
に、直流バイアス電流をＢとＣの２値（第１図の
場合にはＣ＝Ｏ）に変化させ、このときでの第６
図ｂに示すようなインピーダンス変化を検出す
る、例えば２値バイアス方式とでもいう方式によ
る実施例となつていた。

しかして、以下では、研摩加工の進捗状況も含
めてさらに細かな検出が行なえるようにした他の
一実施例について説明する。

この実施例では第７図ａに示すような、３つの
レベルＡ，Ｂ，Ｃをもつた３値の直流バイアス電
流を用いる。

そうすると、各バイアスレベルＡ，Ｂ，Ｃに対
応するインピーダンスは加工の進行（すなわち時
間の進行）と共に第７図ｂの曲線ｓ，ｔ，ｕのご
とく変化する。なお、第１の実施例では、第６図
ｂに示すように、曲線ｔとｕの関係から加工終了
時点を決定していた。ここで加工終点に近ずくに
つれ曲線ｔが上昇している。これは加工によりヘ
ツド先端部が薄くなるとバイアス電流Ｂにより該
先端部が飽和し、磁気的には開磁気コアの状態に
近づくためである。従つて、さらに大きなバイア
ス電流Ａを与えた場合、ヘツド磁性体の先端に於
る厚みが第６図の実施例より厚い状態（すなわち
加工量が少ない状態）で第６図の実施例と同程度
のインピーダンス変化を示すことになる。かかる
ごとく、第３のバイアスレベルＡを与え、曲線
ｓ，ｔ及びｕを比較することにより加工量が特定
値だけ不足した状態をも検知出来、従つて、この
実施例によれば、加工の最適終点に達する以前に
予告信号を発生させることができ、該予告信号に
よつて加工速度を低減させてやれば加工時間のわ
ずかな増加で最適終点の検知精度を高め得る。

次に、該磁気ヘツドＨの研摩加工の方法及び治
具の一例を説明する。

第８図のように該磁気ヘツドはヘツドスライダ
１７上に形成され、第９図に示すように、その上
部磁性層１と下部磁性層２との接触部３が取り除
かれるまで、つまり破線Y₁から実線Y₂の位置ま
で上記ヘツドスライダ１７と共に研摩される。

第１０図は、上記研摩加工に用いるラツプ研摩
機１８の概要図で、例えばインダクシヨンモータ
１９でプーリ２０を介しラツプ定盤２１を矢印の
方向に回転させ、これに対してラツプ治具２２は
自由に回転するような状態で中心軸２３により位
置を固定し、該ラツプ定盤２１の公転に対し、該
ラツプ治具２２が矢印のように自転するような構
成になつている。この自転動作により均一な研摩
加工が得られる。

第１１図はラツプ治具２２の一実施例で、該ラ
ツプ治具２２の底面に固定された該磁気ヘツドＨ
はダミーヘツド２４により一定の傾きで該ラツプ
治具２２の自転により研摩加工される。

そして、この実施例では、ラツプ治具２２に回
路基板２５を組付け、この基板２５に第１図に示
したホイートストンブリツジ回路網６，交流発振
器７、直流電流源８、差動増幅器９、それにスイ
ツチ１４などを搭載し、これによりＳ／Ｎよく信
号が検出できるようにしている。このときに、こ
れらの装置に必要な電源などの供給ラインはスリ
ツプリング２６を介して外部に接続するように
し、他方、差動増幅器９の出力は上記したように
10MHzの高周波信号となつているので、周知の
回転トランス１２を用いて外部に取り出すように
なつている。このため、回転トランス１２の回転
側１２ｂはラツプ治具２２に、そして固定側１２
ａは支持部材２８にそれぞれ取り付けてあり、か
つ、ラツプ治具２２はその中心軸２３がボールベ
アリング２７によつて支持部材２８に保持される
ようになつている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、磁気ヘ
ツドの抵抗値も含めたインピーダンスを検出する
方式を用いているため、インダクタンスの絶対値
を測定する従来方式ではインダクタンスの変化幅
が４％程度であつたのに対し、本願の方式では、
変化率が５〜10倍となり、研摩加工の終了点の検
知精度が高まる。

また、ブリツジ回路を採用し装置を簡略化する
ことが可能となり、高価なインピーダンス測定装
置を必要としない。

さらに、従来方式は加工に要する時間（10分〜
数時間）内での検知手段の精度安定性が必要であ
るのに対し、本願ではバイアス有無の間（周期
0.01〜10Hz程度）の安定性があれば十分であり、
従つて、検知手段全体の周囲環境依存性を大幅に
低減出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２
図は動作説明用の特性図、第３図は薄膜磁気ヘツ
ドの磁力線分布の説明図、第４図はインダクタン
ス変化の説明図、第５図は抵抗変化の説明図、第
６図は検出原理の一方法を示す特性図、第７図は
検出原理の他の一方法を示す特性図、第８図は薄
膜磁気ヘツドの組立図、第９図は第８図の一部拡
大図、第１０図は研摩加工機の説明図、第１１図
は本発明の一実施例におけるラツプ治具の説明図
である。 Ｈ……薄膜磁気ヘツド、１……上部磁性層、２
……下部磁性層、３……接触部、４……コイル、
５……インダクター、６……ホイートストンブリ
ツジ回路網、７……交流発振器、８……直流電流
源、９……差動増幅器、１０……AC−DC変換
器、１１……演算装置、１４……電子的なスイツ
チ、１６……出力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 厚み方向に、少くとも磁性薄膜、電気絶縁
   膜、電気導体膜を所定の順序に堆積することによ
   り、先端に磁気短絡部を有する中間的な形状の薄
   膜磁気ヘツドを形成し、この薄膜磁気ヘツドの先
   端を研磨加工して所定の磁気ギヤツプ深さ寸法に
   仕上げる薄膜磁気ヘツドの製造方法において、前
   記研磨加工中、薄膜ヘツドに巻回された電気導体
   膜に直流バイアス電流を供給しながら該電気導体
   膜が呈するインピーダンスを測定し、前記直流バ
   イアス電流を矩形波状に変化させたときの前記イ
   ンピーダンスの変化幅が所定の比率に低下したこ
   とを検出して制御信号を発生させ、この制御信号
   により前記研磨加工の終了を制御することを特徴
   とする薄膜磁気ヘツドの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記矩形波
   を有する直流バイアス電流の変化が、零を含む第
   １の所定電流値を最低値、この第１の所定電流値
   より大きな第２の所定電流値を最大値とするステ
   ツプ状の変化であることを特徴とする引く膜磁気
   ヘツドの製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記矩形波
   を有する直流バイアス電流の変化が、零を含む第
   １の所定電流値を最低値、この第１の所定電流値
   より大きな第２の所定電流値を中間値、そしてこ
   の第２の所定電流値より大きな第３の所定電流値
   を最大値とする３段階にわたるステツプ状の変化
   であることを特徴とする引く膜磁気ヘツドの製造
   方法。