JPH04366411A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドに係り、特にフ
ェライトからなるスライダー本体を用いた、低インダク
タンス特性を有する固定磁気ディスク装置（ＲＤＤ）用
薄膜磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【背景技術】固定磁気ディスク装置（ＲＤＤ）に用いら
れる浮上型磁気ヘッドとして、磁気記録媒体に摺接せし
められる側の面に空気ベアリング部を備えたスライダー
本体における、かかる空気ベアリング部のトレーリング
側の端面に、薄膜状の磁気ヘッドを構成してなる形式の
、所謂薄膜磁気ヘッドと称されるものがある。この薄膜
磁気ヘッドは、よく知られているように、例えば図１に
示される如き構造を有するものであって、スライダー本
体２は、その磁気記録媒体に摺接せしめられる側の面に
、互いに平行な所定幅のレール状の空気ベアリング部４
、４を有しており、それら空気ベアリング部４、４のト
レーリング側（摺接方向において後方側）の端面に、薄
膜状の上下の磁極６，６とそれら磁極間に配置された薄
膜状のコイル８とによって構成される薄膜ヘッド部が形
成されている。なお、コイル８には、リード部１０、１
０が設けられており、それらリード部１０、１０を通じ
て所定の電流が通電せしめられるようになっている。

【０００３】ところで、このような薄膜磁気ヘッドにお
いて、スライダー本体２には、一般に、ＣａＴｉＯ３　
材料やＡｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ材料等が用いられてきて
いるが、ＣａＴｉＯ３　材料を用いたスライダー本体２
にあっては、磁気ディスク（磁気記録媒体）に対する摩
擦係数が大きいために、磁気ディスクとの接触により、
磁気ディスクを傷め易く、ひいてはスライダー本体も傷
め易いといった問題を有しており、またＡｌ２　Ｏ３　
−ＴｉＣ材料からなるスライダー本体２の場合にあって
も、磁気ディスクとの摺動性が悪く、磁気ディスクを傷
つけ易い問題を内在しているのである。また、スライダ
ー本体２の一対の空気ベアリング部４，４として、特殊
な形状、例えば負圧型スライダーにおける橋絡構造や、
シェイプトレール構造の如き形状を採用する場合にあっ
ては、そのような形状の実現に、通常、イオンエッチン
グ手法に頼らざるを得ず、このために装置が高価となり
、またエッチング速度も低いために、製品コストへの影
響が大きいという問題を内在している。

【０００４】このため、薄膜磁気ヘッドのスライダー本
体等を与える基板として、磁気ディスクの如き磁気記録
媒体との摺動特性に優れたフェライトからなる磁性材料
を用いることが検討され、例えば特開昭５４−２７４１
５号公報や特開昭５７−１２３５１６号公報等には、フ
ェライト材料を用いた具体的構造が明らかにされている
。そこでは、フェライト等の強磁性体基板に溝を設け、
その溝内にガラス等の非磁性材を埋めることにより、下
部磁極と上部磁極とが所定距離以上離されるようにして
、ヘッド効率を高めることが意図されているが、そのよ
うな基板（スライダー本体）は、一方の磁極（下部磁極
）として機能させられるものであるところから、従来か
らの薄膜磁気ヘッドの特徴が損なわれる問題を内在する
ものであった。即ち、フェライトの如きバルク材を磁極
として機能させると、インダクタンスが薄膜のみの磁極
に比べて大きくなり、薄膜磁気ヘッドの特徴である低イ
ンダクタンス特性を発揮し得なくなるという欠点を有し
ているのである。

【０００５】一方、上記２例とは別のタイプにおける強
磁性体基板を用いた例が、特開昭６１−１５６５０８号
公報に明らかにされており、そこでは、フェライトの如
き強磁性体基板上に上下の磁性層及びコイルからなる薄
膜ヘッド部を設けた構造においては、上部磁性層から幅
の広い強磁性体基板に漏洩磁束が生じ、トラック幅が実
質的に大きくなるという問題を生ずるところから、これ
を解決するために、磁気ギャップの近傍のみ（ディスク
摺動部近傍のみ）、所定の非磁性体を充填せしめてなる
構造を採用して、漏れ磁束が上部磁性膜と下部磁性膜と
の間で生ぜしめられるようになっているが、このような
構造とても、下部磁極は下部磁性膜とバルク強磁性体で
構成されることとなるところから、インダクタンスは、
磁性膜のみで構成される構造に比べて大きいという欠点
は避けられ得ないものであった。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、フェライトからなる基板乃至はスライダー本体を用
いた薄膜磁気ヘッドであって、その磁気記録媒体摺動特
性の良さを確保しつつ、薄膜ヘッドの特徴である低イン
ダクタンス特性を実現することにある。

【０００７】

【解決手段】そして、本発明は、かかる課題を解決する
ために、磁気記録媒体に摺接せしめられる側の面に空気
ベアリング部を備えた、フェライトからなるスライダー
本体を用い、かかる空気ベアリング部のトレーリング側
の端面に少なくとも位置するように、形成される上下の
磁極及びコイルを少なくとも含む領域において、２０μ
ｍ以上の厚さの非磁性材層を形成する一方、該非磁性材
層上に、少なくとも下部磁極、コイル、上部磁極を積層
形成して、それら上下の磁極によって閉磁路を構成する
と共に、該下部磁極と該上部磁極との間に、前記空気ベ
アリング部と実質的に同一高さとなるように位置せしめ
られる、所定間隙の磁気ギャップを設けてなることを特
徴とする薄膜磁気ヘッドを、その要旨とするものである
。

【０００８】

【具体的構成・作用】ところで、このような本発明に従
う薄膜磁気ヘッドの一例に係る要部が、図２及び図３に
示されている。なお、図２は、薄膜磁気ヘッドにおける
スライダー本体の一方の空気ベアリング部のトレーリン
グ側の端面の斜視説明図であり、また図３は、図２にお
ける　ＩＩＩ−ＩＩＩ　断面を示している。そして、図
２では、図３における保護膜を取り除いた状態において
示されている。

【０００９】これらの図において、１２は、Ｎｉ−Ｚｎ
フェライトやＭｎ−Ｚｎフェライトの如き、フェライト
からなるスライダー本体であって、このスライダー本体
１２の磁気ディスクの如き磁気記録媒体に摺接せしめら
れる面には、従来と同様に、所定高さの一対の空気ベア
リング部１４が設けられている。そして、この空気ベア
リング部１４のトレーリング側の端面には、充分な大き
さの凹所１６が、所定深さ：ｄにおいて設けられており
、更にその凹所１６内には、ガラス等の所定の非磁性材
が埋め込まれて、所定厚さ（ｄ）の非磁性材層１８を構
成している。

【００１０】また、かかるスライダー本体１２のトレー
リング側の端面に設けられた非磁性材層１８上には、従
来と同様な構造の薄膜ヘッド部が形成されているのであ
る。即ち、磁性層である下部磁極２０が、先ず非磁性材
層１８上に形成され、そしてこの下部磁極２０上に位置
するように、絶縁用レジスト２２にて電気的・磁気的に
絶縁された状態において、コイル２４が所定パターンに
おいて設けられ、更にその上に絶縁用レジスト２２にて
絶縁された状態において、磁性層たる上部磁極２６が所
定パターンにおいて設けられている。なお、ここで設け
られる下部磁極２０、コイル２４、上部磁極２６は、図
から明らかなように、非磁性材層１８上にのみ位置する
ように配されるのである。また、このような下部磁極２
０と上部磁極２６の形成によって、閉磁路（磁気回路）
が構成されると共に、下部磁極２０と上部磁極２６の端
部間に、所定間隙の磁気ギャップ２８が、図から明らか
なように空気ベアリング部１４と実質的に同一高さにお
いて露呈するように形成されている。

【００１１】なお、これらの図において、３０はコイル
引出し用磁性膜であり、その一端においてコイル２４に
接続されている一方、他端には、リード端子３２が設け
られている。また、このように非磁性材層１８上に積層
形成されてなる薄膜ヘッド部上には、図３から明らかな
ように、その磁極部等を保護すべく、所定厚さの保護膜
３４が更に設けられており、更にその保護膜３４の角部
には、従来と同様なチャンハー取り加工が施されている
。

【００１２】このような構造の薄膜磁気ヘッドにあって
は、フェライトからなるスライダー本体１２と下部磁極
２０との間に非磁性材層１８が介在せしめられていると
ころから、スライダー本体１２自体が磁極として機能す
るようなことはなく、従って磁気回路は、従来からの薄
膜磁気ヘッドと同様に、下部磁極２０と上部磁極２６に
て構成されることとなるために、薄膜磁気ヘッドの特徴
である低インダクタンス特性を有利に保持し得るのであ
り、また磁気記録媒体に対する摺接は、実質的にスライ
ダー本体を構成するフェライト部分において行なわれる
ところから、フェライトの有する優れた摺動特性をも享
受し得るのである。

【００１３】なお、スライダー本体１２のトレーリング
側の端面に形成される非磁性材層１８の厚さ（ｄ）に関
して、本発明の目的を充分に達成するためには、その厚
さ（ｄ）を２０μｍ以上とする必要がある。即ち、図４
は、Ｍｎ−Ｚｎフェライトからなるスライダー本体を用
いて、フェライトと磁極の間に形成される非磁性材層（
１８）たるガラス層の厚さ（ｄ）を変えた場合のインダ
クタンス：Ｌの変化を、非磁性材からなるスライダー本
体を用いた時のインダクタンス：Ｌ０　で規格化したも
のであるが、この図４からも明らかなように、非磁性材
層（１８）であるガラス層の厚さ（ｄ）が２０μｍより
も薄くなると、インダクタンス：Ｌが著しく大きくなり
、薄膜磁気ヘッドの特徴である低インダクタンスを達成
することが困難となるのである。

【００１４】ところで、かくの如き本発明に従う薄膜磁
気ヘッドは、公知の手法を採用して容易に製造し得るも
のであるが、特に、以下に述べる如き手法に従って有利
に製造することが出来る。

【００１５】先ず、スライダー長よりも幾分大きい厚み
のフェライト基板を準備する。このフェライト基板は、
Ｎｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライト等の単結
晶材や多結晶材が用いられるが、望ましくは後のエッチ
ング工程での直線性の良い単結晶材が好適に用いられる
こととなる。

【００１６】次いで、図５に示されるように、かかる準
備されたフェライト基板４０に対して、その一面（スラ
イダー本体のトレーリング側の端面となる面）にフォト
リソグラフィ手法（レジスト塗布→露光→現像）を適用
して、後でガラス等の非磁性材が埋め込まれる部位を除
いて、レジストを残すようにパターニングする。図５に
おいて、４２はフェライト基板４０の所定の面に形成さ
れたフォトレジストであり、４４は非磁性材埋め込み部
である。そして、この得られたフェライト基板４０のフ
ォトレジスト４２のパターニングされた面に対して、リ
ン酸等の適当な酸を用いた公知の化学エッチング操作が
施されることにより、図６に示される如き非磁性材が埋
め込まれる凹所４６が形成されるのである。この時、か
かる凹所４６の深さとしては、目的とする非磁性材層の
厚さよりもやや深くなるような程度において、化学エッ
チング操作が実施される。また、凹所４６の大きさは、
後から形成される磁極やコイル等がフェライト部分にか
からない充分な広さとされる。その後、非磁性材として
、一般にガラス、例えば軟化温度が４７０℃のガラス４
８を用い、６５０℃の作業温度にて溶融させて、フェラ
イト基板４０に設けられた凹所４６内に埋め込み、更に
このガラスが埋め込まれた後に、余分のガラスを除去す
ると共に、鏡面仕上げを行ない、凹所４６内に埋め込ま
れたガラス４８の埋め込み深さが、目的とする非磁性材
層の厚さとなるようにされる（図７参照）。なお、この
後、必要に応じて、Ａｌ２　Ｏ３　等の非磁性材をスパ
ッタリングにて形成し、ラッピング等で表面仕上げが行
なわれる。

【００１７】そして、かかる得られたガラス埋め込みフ
ェライト基板４０に対して、そのガラス４８が露出して
いる表面部分に、図８に示される如く、図３における下
部磁極２０を与える所定パターンの下部磁性層５０が形
成される。この下部磁性層５０の形成は、例えばレジス
ト等によるフレーム形成の後に電解メッキを施す方法や
、スパッタリングにて全面に膜形成した後レジストのパ
ターニングを行ない、その後イオンミリングし、更にレ
ジストを剥離する方法等によって行なわれる。なお、前
者の電解メッキによる方法の場合には、磁性材として、
Ｎｉ−Ｆｅ合金が好適に用いられ、また後者のスパッタ
リングによる方法の場合には、磁性材としては、Ｃｏ−
Ｚｒ−Ｎｂ等のメタル−メタル系のアモルファス合金、
またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金が好適に用いられる。

【００１８】その後、かかる形成された下部磁性層５０
の上に、磁気ギャップ（２８）を形成するためのギャッ
プ層として、Ａｌ２　Ｏ３　やＳｉＯ２　等の絶縁膜が
所定の厚みで形成される。なお、前記図３における上部
磁極２６を与える上部磁性層との接続部、即ちバックギ
ャップ部においては、そのような絶縁膜は除去される。 その後、この絶縁膜の上にアペックス部形成及び絶縁用
の膜が感光性の樹脂、フォトレジストで形成される。こ
の絶縁用レジストは、所定の厚み：２〜３μｍとなるよ
うに塗布された後、所定の形状にパターニングされ、更
にその後、アペックス部が所定傾斜の斜面となるように
キュアリングが行なわれる。

【００１９】さらに、かかる絶縁膜の上に、所定パター
ンにおいて、コイルが形成される。このコイルは、好適
には、電解メッキ手法にて形成される。例えば、電極と
なる銅等の導体金属を０．１〜０．２μｍの厚さでスパ
ッタリングにて付与し、その後、コイルとなる部分以外
をフォトレジストで覆い、電解メッキ手法にて銅等の導
体金属の層を３〜４μｍの厚さで形成し、その後、レジ
ストを剥離し、最後に下地電極膜を除去することにより
、目的とするパターンのコイルが形成されるのである。 なお、このようなコイルは、図９において５１として示
され、また必要に応じて、絶縁膜を介して、２〜３層に
積層形成されることとなる。

【００２０】このようにして、所定のターン数（巻き数
）のコイル５１を形成した後、フォトレジスト等の絶縁
膜をコートし、パターニングする。このレジストは、コ
イル段差の平均化、上部磁性層形成用の好適な斜面形成
の目的もあるために、キュアリングを実施する。そして
、この形成された絶縁膜の上に、図３における上部磁極
２６を与える上部磁性層が形成されることとなるが、そ
の形成は、前記下部磁性層５０と同様な手法に従って実
施されることとなる。このように、積層形成される上部
磁性層は、図９において５２として示されている。

【００２１】なお、図３におけるコイル引出し用磁性膜
３０を与える導体層５４は、上記の如き上部磁性層５２
と同様にして形成され、またこの導体層５４の端部に形
成されるコイル用のリード端子３２たるパッド５６が形
成される。このパッド５６は、銅等の導体金属の厚膜で
、３０〜５０μｍの厚さにおいて形成される。更に、磁
極（５０，５２）、コイル（５１）、リード部（５４，
５６）の保護のために、保護膜として、Ａｌ２　Ｏ３　
等の非磁性材がスパッタリングされ、３０〜５０μｍの
厚さの保護層５８が形成される。なお、パッド５６の表
面をリードとして機能させるために、ラップしてパッド
５６上のＡｌ２　Ｏ３　層が研磨除去せしめられる。そ
して、その露出したパッド５６上にワイヤとの接続を良
くするために、必要に応じて、金メッキ等が施されるこ
ととなる。なお、図９には、以上の加工を施した状態の
フェライト基板４０が示されている。

【００２２】以上のようにして、磁極（５０，５２）、
コイル（５１）、リード部（５４，５６）の形成等、全
ての作業が終了したフェライト基板（ウェハー）４０は
、図１ーに示される如く、切断線６０においてバー状に
切断せしめられ、複数個の薄膜磁気ヘッドを与え得るフ
ェライトバー６２として切り出される。

【００２３】そして、この得られたフェライトバー６２
に対して、従来と同様に、そのスライダーの底面となる
面を研磨し、更にギャップデプスの研磨をギャップデプ
ス量の検出パターンを利用して精度良く行ない、引き続
きリーディングランプ加工を行なう。そして最後に、ト
レーリング部、保護膜（５８）のエッジをチャンハー加
工して、磁気ディスク等の磁気記録媒体へのダメージ、
スライダー自身のエッジ欠け防止の加工が施される（図
１１参照）。

【００２４】更にその後、図１２に示されるように、フ
ェライトバー６２における前記磁極（５０，５２）、コ
イル（５１）等の形成された部位に位置するように、空
気ベアリング部６４が形成される。この空気ベアリング
部６４の形成は機械加工でも良いが、好適には、フォト
リソグラフィ及び化学エッチング手法を採用して実施さ
れる。最後に、必要に応じて、リーディング側の余分な
部分を切り落として、所定のスライダー長さとし、そし
て切断線６６部位においてスライダー切断を行なうこと
により、目的とする薄膜磁気ヘッドを得ることが出来る
のである。なお、このようにして得られた薄膜磁気ヘッ
ドは、図２及び図３に示される如き構造を有しているも
のである。

【００２５】以上、本発明に従う薄膜磁気ヘッドの一例
並びにその好適な製造手法について述べてきたが、本発
明が、そのような例示の具体例にのみ限定して解釈され
るものでは決してなく、本発明には、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲内において、当業者の知識に基づき、種々
なる改良、変更、修正等が加えられ得るものであること
が理解されるべきである。

【００２６】例えば、フェライトからなるスライダー本
体１２のトレーリング側の端面に設けられて、下部磁極
２０からスライダー本体１２を離隔せしめる非磁性材層
１８は、例示の如く、上下の磁極２０，２６及びコイル
２４を含むに充分な広さの領域において設けられる他、
スライダー本体１２のトレーリング側の端面の全面に亘
って設けられていても、何等差し支えないのである。尤
も、そのようにスライダー本体１２のトレーリング側の
端面全面に非磁性材層１８を設けた場合においては、フ
ォトリソグラフィ及び化学エッチング手法により空気ベ
アリング部１４（６４）を形成するに際して、そのよう
な非磁性材層１８の部分の化学エッチングが出来ないと
ころから、機械加工等の他の適当な手法によって、空気
ベアリング部を形成する必要がある。

【００２７】また、本発明に従う薄膜磁気ヘッドの製造
に際しても、フェライト基板４０の一方の面に化学エッ
チング手法により非磁性材埋め込み用の凹所４６を形成
することに代えて、機械加工によって、そのような凹所
４６を形成することが可能である。例えば、フェライト
基板４０の一方の面に対して縦横に所定幅の溝を機械加
工によって設け、その縦横の溝の交差する部分を充分に
広い面積となし、そこに非磁性材を埋め込み、上下の磁
極やコイル等を積層形成して、目的とする薄膜ヘッド部
を形成するようにすることも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う薄膜磁気ヘッドにあっては、フェライトからなる
スライダー本体と薄膜ヘッド部を構成する下部磁極との
間に、非磁性材層が介在せしめられるものであるところ
から、スライダー本体自体が磁極として機能するような
ことはなく、磁気回路は、従来からの薄膜磁気ヘッドと
同様に、下部磁極と上部磁極にて構成され、そのために
薄膜磁気ヘッドの特徴である低インダクタンス特性が有
利に確保され得ると共に、磁気記録媒体に対する摺接は
、実質的にスライダー本体を構成するフェライト部分に
おいて行なわれることとなるところから、フェライトの
有する優れた摺動特性が有利に発揮され得る特徴を有し
ているのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の薄膜磁気ヘッドの一例を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明に従う薄膜磁気ヘッドの一例を示す要部
斜視図である。

【図３】図２における　ＩＩＩ−ＩＩＩ　断面説明図で
ある。

【図４】フェライトからなるスライダー本体を用いた場
合における非磁性材（ガラス）層の厚みに対するインダ
クタンスの変化を示すグラフである。

【図５】本発明に従う薄膜磁気ヘッドの製造工程におけ
るフォトリソグラフィを実施したフェライト基板を示す
説明図である。

【図６】フォトリソグラフィ及び化学エッチングにて非
磁性材埋め込み用の凹部が形成されたフェライト基板を
示す説明図である。

【図７】フェライト基板に形成された凹部に対して所定
の非磁性材が埋め込まれてなる状態を示す説明図である
。

【図８】埋め込まれた非磁性材の表面に下部磁性層がパ
ターニング形成された状態を示す説明図である。

【図９】上下の磁性層、コイル、導体層、パッド及び保
護層の設けられてなるフェライト基板を示す説明図であ
る。

【図１０】フェライト基板からのフェライトバーの切り
出し形態を示す説明図である。

【図１１】切り出されたフェライトバーに対する加工形
態を示す説明図である。

【図１２】フェライトバーに対する空気ベアリング部の
形成形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１２　　スライダー本体 １４　　空気ベアリング部 １６　　凹所 １８　　非磁性材層 ２０　　下部磁極 ２２　　絶縁用レジスト ２４　　コイル ２６　　上部磁極 ２８　　磁気ギャップ ３０　　コイル引出し用磁性膜 ３２　　リード端子 ３４　　保護膜 ４０　　フェライト基板 ４２　　フォトレジスト ４４　　非磁性材埋め込み部 ４６　　凹所 ４８　　ガラス（非磁性材） ５０　　下部磁性層 ５２　　上部磁性層 ５４　　導体層 ５６　　パッド ５８　　保護層 ６２　　フェライトバー ６４　　空気ベアリング部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気記録媒体に摺接せしめられる側の
   面に空気ベアリング部を備えた、フェライトからなるス
   ライダー本体を用い、かかる空気ベアリング部のトレー
   リング側の端面に少なくとも位置するように、形成され
   る上下の磁極及びコイルを少なくとも含む領域において
   、２０μｍ以上の厚さの非磁性材層を形成する一方、該
   非磁性材層上に、少なくとも下部磁極、コイル、上部磁
   極を積層形成して、それら上下の磁極によって閉磁路を
   構成すると共に、該下部磁極と該上部磁極との間に、前
   記空気ベアリング部と実質的に同一高さとなるように位
   置せしめられる、所定間隙の磁気ギャップを設けてなる
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。