JPH05101332A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜磁気ヘッドにおけるポップコーンノイズ
の発生を、記録再生特性を低下させることなく抑制し
て、高密度記録及び高速転送レートへの対応を可能にす
る。 【構成】 上部磁極層４及び下部磁極層５の後方領域Ｂ
を、その全幅に亘って接触してリアギャップ６を形成す
る第１領域Ｂ₁ と、これよりも広い一定幅を有する第２
領域Ｂ₂ と、第１領域Ｂ₁ に向けて直線的に幅を減じる
連結領域Ｂ₃ とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク等の磁気
記録媒体の記録トラック上にて、情報の記録及び再生動
作をなす薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年におけるコンピュータの利用範囲の
拡大に伴い、外部記憶装置として広く使用されている磁
気ディスク装置においては、記憶容量の増大と共に、小
型化に対する要求が高まっており、この要求に応えるべ
く高密度記録の実現が重要な課題となっている。

【０００３】このような高密度記録は、記録媒体となる
磁気ディスク側において、トラック密度を増して半径方
向の記録密度を高め、また各トラック上での磁化反転間
隔を短縮して周方向の記録密度を高めることにより実現
されるが、これと共に、各トラックに対して情報の記
録，再生動作を行う磁気ヘッドには、狭幅の記録トラッ
クに対する記録及び再生動作を相隣する記録トラックの
影響を受けることなく行い得ることが要求されることに
なり、この要求に応えるものとして、従来のフェライト
ヘッドに代えて薄膜磁気ヘッドの需要が増大している。

【０００４】薄膜磁気ヘッドは、極めて小さい磁極を有
しインダクタンスを低く抑えることができるので、イン
ピーダンスノイズの低下による信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ
比）の向上が期待でき、更に記録電流の立ち上がり及び
立ち下がり時間を短縮して記録電流の反転時間を小さく
できるため、記録密度の増加に対応できる等、高密度記
録の実現に対して有用な多くの利点を有している。

【０００５】図５は、従来の薄膜磁気ヘッドの要部の一
部破断斜視図、図６は、同じく平面図である。図５に示
す如く薄膜磁気ヘッドは、複数のターン10，10…を有す
る導体コイル１を熱硬化性樹脂等からなる絶縁層２中に
形成し、該絶縁層２を、これの一面に積層されたＡｌ₂
Ｏ₃ （アルミナ）等の非磁性体からなるギャップ層３と
共に、NiFe合金等からなる上部磁極層４と下部磁極層５
との間に挾み、これらの磁極層４，５を前記ターン10，
10…の並設方向一側に延設し、同側に延設された前記ギ
ャップ層３を挾んで変換ギャップを形成する一方、前記
並設方向の他側のギャップ層３の終端部において、両磁
極層４，５が直接的に接触するリアギャップ６を形成し
てなるヨーク７を、下部磁極層５側にて基体８上に被着
した構成となっている。

【０００６】上部磁極層４と下部磁極層５とは平面視に
て略同一形状をなしており、特開昭55-84019号公報に
は、両磁極層４，５の平面形状、即ちヨーク７の平面形
状が記録再生時における変換効率に影響を及ぼすことが
開示されている。図５及び図６に示す磁極層４，５の形
状は、前記公報に開示されたものであり、ギャップ層３
を挾み略一定の細幅を有する先端領域Ａと、該先端領域
Ａの基端に連設されて他側（後側）に向けてその幅を漸
次増し、平面視にて扇形をなす後方領域Ｂとにより構成
され、しかもこの後方領域Ｂの側面角θを30°〜60°な
る範囲に設定してなる。このような形状を有する磁極層
４，５の採用により、ヨーク７の磁気飽和レベルを高く
でき変換効率を向上し得ることが、前記特開昭55-84019
号公報に記載されている。なお前記リアギャップ６は、
情報の記録時における発生磁束を効率的に捕捉すべく、
後方領域Ｂの後端近傍の幅方向中心部を、所定幅に亘っ
て接触せしめた構成となっている。

【０００７】また、特開平3-46109 号公報には、再生時
におけるウィグルの発生を低減する薄膜磁気ヘッドが開
示されている。ウィグルの原因は、磁極面内での磁化変
化が時間的に均一でなく、局所的な時間遅れを生じるこ
とにある。前記公報に開示された薄膜磁気ヘッドは、上
部磁極層４と下部磁極層５とを前記後方領域Ｂの全幅に
亘って接触せしめ、記録トラックに相対する先端領域Ａ
の端面に対して略平行をなすリアギャップ６を形成する
ことにより、リアギャップ６近傍での磁区の不安定部分
をなくし、ウィグルの低減を図っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、情報の記録動作後に適宜の時間遅れを伴
って、高いピーク値を有するパルス状のノイズ、所謂ポ
ップコーンノイズが発生することが知られており、この
ポップコーンノイズが前記記録動作に続く再生動作にお
ける動作エラーを招来するという問題がある。

【０００９】ポップコーンノイズに対する調査報告は、
「IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol.25,NO.5, SEP
TEMBER 1989, PP3212-3214」に示されており、この報告
によれば、ポップコーンノイズの発生確率は記録動作後
の経過時間の増大に伴って減少するから、前述の難点は
記録動作後に再生動作を開始するまでの時間を長くする
ことにより解消し得るが、これは、高密度記録及び高速
動作の要求に逆行するものであり望ましい対策ではな
い。

【００１０】またポップコーンノイズの発生は、記録動
作から再生動作への移行に際し、磁極面内での磁区構造
の変化に時間遅れが生じるためであると考えられてお
り、前記特開平3-46109 号に開示され、磁区の安定化を
図った薄膜磁気ヘッドを用いた場合、ポップコーンノイ
ズに対してもある程度の改善は認められるが十分なもの
ではない。

【００１１】また本願出願人は、後方領域Ｂの側面角θ
を増すことがポップコーンノイズの低減に有効であるこ
とを実験により知見し、この知見に基づき、一定幅（側
面角θ＝90°）を有する後方領域Ｂと、これよりも小な
る一定幅を有する先端領域Ａとの間を後方領域Ｂに向け
て幅を増大する中間領域により連結した形状をなす上部
磁極層４及び下部磁極層５を備えた薄膜磁気ヘッドを既
に提案している（特願平3-125557号）。

【００１２】またこの磁極形状は、図６に示す後方領域
Ｂの後半部分の両側を直線的に切り落とした形状に相当
し、特開昭55-84019号公報及び特開平3-46109 号公報に
開示された薄膜磁気ヘッドに比して、磁極層４，５の面
積削減に伴うインダクタンスの低下が期待でき、高密度
記録への積極的な対応が可能となり、またＳ／Ｎ比の向
上が図れる等、付加的な効果も得られるが、本来の目的
であるポップコーンノイズの低減に対する効果は十分な
ものではない。

【００１３】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、ポップコーンノイズの発生を有効に抑制し得る
磁極形状を提案し、良好な記録再生特性を有する薄膜磁
気ヘッドを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜磁気ヘ
ッドは、一対の磁極層間に挾まれた絶縁層中に複数のタ
ーンを有する導体コイルを備え、各ターンの並設方向一
側に前記両磁極層間に非磁性体層を挾む変換ギャップ
を、他側に前記両磁極層が直接的に接触するリアギャッ
プを形成してヨークを構成する薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記両磁極層の後方領域は、前記リアギャップをそ
の全幅に亘って形成する第１領域と、これよりも広い略
一定の幅を有する第２領域と、両者を連結し、第１領域
に向けて直線的に幅を減じる連結領域とからなることを
特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明においては、後方領域の側面角θの増大
によるポップコーンノイズの発生率の抑制作用に着目す
ると共に、磁区の安定化によるポップコーンノイズの抑
制作用にも着目し、先端領域よりも広い一定幅（側面角
θ＝90°）を有すると共に、後端側のリアギャップの両
側を該リアギャップの相当幅を残して切り落とした形
状、即ち、全幅に亘ってリアギャップを形成する第１領
域と、前記一定幅を有する第２領域とが、前者に向けて
幅を減じる連結領域にて連結された形状をなす後方領域
を構成する。

【００１６】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの要部
を示す一部破断斜視図、図２は同じく平面図である。

【００１７】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの基本構成は
従来と同様であり、一面内に複数のターン10，10…を有
する導体コイル１を熱硬化性樹脂等からなる絶縁層２中
に複数段（本図においては２段）に亘って形成し、該絶
縁層２の一面側に非磁性体からなるギャップ層３を積層
し、これらを一括して、NiFe合金等からなる上部磁極層
４と下部磁極層５との間に挾むと共に、これらの磁極層
４，５を前記ターン10，10…の並設方向一側に所定の幅
を有して延設して、同側に延設された前記ギャップ層３
を挾んで変換ギャップを、また前記並設方向の他側のギ
ャップ層３の終端部において、両磁極層４，５が直接的
に接触するリアギャップ６を夫々形成してヨーク７を構
成し、これを下部磁極層５側にて基体８上に被着した構
成となっている。

【００１８】ヨーク７を構成する上部磁極層４と下部磁
極層５とは平面視にて略同一形状をなしており、図２に
示す如くこれらの磁極層４，５は、略一定の細幅を有
し、ギャップ層３のみを挾持して前記変換ギャップを構
成する先端領域Ａと、リアギャップ６の形成部分を含む
後方領域Ｂとを、前者に向けて幅を減じる中間領域Ｃに
より連結してなる。

【００１９】前記後方領域Ｂは、全幅に亘って相互に接
触して前記リアギャップ６を形成する第１領域Ｂ₁ と、
前記中間領域に連設され、第１領域Ｂ₁ よりも広い略一
定幅の第２領域Ｂ₂ と、第２領域Ｂ₂ から第１領域Ｂ₁
に向けて直線的に幅を減じつつ両者を連結する連結領域
Ｂ₃ とを備えてなる。

【００２０】即ち後方領域Ｂの以上の形状は、リアギャ
ップ６の相当位置まで延設された一定幅の第２領域Ｂ₂
を、リアギャップ６の両側にて必要幅を残して切り落と
して第１領域Ｂ₁ となし、切り落としの結果として幅を
減じた第１領域Ｂ₁ と前記第２領域Ｂ₂ との間を、直線
的に傾斜する側辺を両側に有する台形の連結領域Ｂ₃ に
て連結したものに相当する。

【００２１】なお前述した構成のヨーク７は、まず、図
２に示す平面形状を有し、NiFe合金からなる下部磁極層
５を基体８の表面に形成し、この下部磁極層５の前記第
１領域Ｂ₁ を除く全面に、Ａｌ₂ Ｏ₃（アルミナ）等の
非磁性材料からなる極薄のギャップ層３を形成し、次い
でギャップ層３表面の先端領域Ａとなる部分、及び下部
磁極層５の第１領域Ｂ₁ を除き、ギャップ層３の表面及
び基体８の表面上に絶縁層２を形成した後、前記ギャッ
プ層３上に各ターン10，10…を有する渦巻き状の導体コ
イル１を前記絶縁層２の表面に形成し、これの上部に重
ねて絶縁層２を形成する過程を繰り返し、２段の導体コ
イル１，１を被包する所定厚さの絶縁層２を一体的に構
成し、最後に、この絶縁層２及びこれの一部に突出する
ギャップ層３の表面に下部磁極層５に対応させて上部磁
極層４を形成し、両磁極層４，５の前記第１領域Ｂ₁ 同
士を絶縁層２及びギャップ層３の非形成部分にて相互に
接合させ、リアギャップ６となすことにより得られる。

【００２２】本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおける上
部，下部磁極層４，５の後方領域Ｂは、図６に示す従来
の後方領域Ｂの側面角θを90°としたものに相当し、こ
れによるポップコーンノイズの発生率低下が期待できる
上、リアギャップ６の周辺の不安定な磁区の発生要因と
なる部分を切り落として磁区の安定化を図っており、こ
れによるポップコーンノイズの発生率低下が更に期待で
きる。

【００２３】なお連結領域Ｂ₃ においては、環流磁区の
磁化の方向が斜めとなって位相遅れ成分となり、ポップ
コーンノイズの低減の面からは有害であるが、この連結
領域Ｂ₃ は、一定幅を有する第２領域Ｂ₂ の採用に伴う
記録再生効率の低下を防ぐためには有効である。即ち、
ポップコーンノイズの低減のためには、連結領域Ｂ₃ の
開き角度αを可及的に大きくするのが望ましいが、過大
な開き角度αの採用は記録再生効率の低下を招来する結
果となる。これらのことから、開き角度αは、１２０°
〜１７５°とするのが望ましい。

【００２４】最後に、以上の如き構成の本発明に係る薄
膜磁気ヘッドの効果を確認するために行った試験につい
て述べる。この試験は、図３のタイムチャートに示す如
く、まず、書込電流 20mＡop、書込時間 200μsec なる
条件にて書込動作を行わせ、この後、20μsec なるポス
ト・ライト・リカバリ・タイムの経過を待って、読出時
間 180μsec なる条件にて読出動作を行わせる過程を20
秒間繰り返し、ポップコーンノイズの発生率を調べる手
順にて行った。

【００２５】ポップコーンノイズの発生率は測定条件の
影響を受け易いため、測定条件を厳密に管理し、ホワイ
トノイズのレベルを30μＶopと仮定し、ポップコーンノ
イズ検出のためのノイズしきい値電圧を40μＶopとし
て、これ以上のレベルを有するノイズが検出されたとき
ポップコーンノイズが発生したと判定した。この結果、
図４に示す従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、前述した
20秒間の試験時間内でのポップコーンノイズの検出数が
1000個に達したのに対し、本発明に係る薄膜磁気ヘッド
においては、同一の試験時間内でのポップコーンノイズ
の検出数は０〜２個であり、ポップコーンノイズの発生
率が激減することが明らかとなった。

【００２６】図４は、本発明に係る薄膜磁気ヘッドのイ
ンダクタンス及びこれを用いて算出したヘッドノイズの
計算結果を、前記特開平3-46109 号公報に開示された薄
膜磁気ヘッド、及び前記特願平3-125557号に提案した薄
膜磁気ヘッドの夫々と比較して示すグラフである。

【００２７】特開平3-46109 号公報に開示された薄膜磁
気ヘッドの磁極層４，５の平面形状は、図５及び図６に
示すものと実質的に同一であり、先端領域Ａから増大し
つつ後方に延びる扇形の後方領域Ｂを有しているため、
特願平3-125557号に提案した薄膜磁気ヘッドに比して大
なるヘッドインダクタンスを有することは明らかであ
る。図４中の□印は、特開平3-46109 号公報に開示され
た薄膜磁気ヘッドの予想値、同じく○印は、特願平3-12
5557号に提案した薄膜磁気ヘッドの計算結果であり、ヘ
ッドノイズの低減の面から後者の優位性は明らかであ
る。

【００２８】また図４中の●印は、本発明に係る薄膜磁
気ヘッドの計算結果を示している。前述した如く本発明
に係る薄膜磁気ヘッドは、特願平3-125557号に提案した
薄膜磁気ヘッドの後方領域Ｂにおけるリアギャップ６近
傍を切り落としたものに相当するから、これに伴う磁極
層４，５の面積削減によりインダクタンス及びヘッドノ
イズの低減が期待でき、実際上、特願平3-125557号に提
案した薄膜磁気ヘッドにおいて 3.2μＶrms 程度のヘッ
ドノイズが生じるのに対し、本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドでは 2.7μＶrms 程度のヘッドノイズが生じるに過ぎ
ず、16％程度のノイズ低減効果が得られることが明らか
となった。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る薄膜磁気
ヘッドにおいては、ヨークを構成する一対の磁極層の後
方領域を、全幅に亘ってリアギャップを形成する第１領
域と、これよりも広い略一定幅を有する第２領域と、直
線的に幅を変化して両者を連結する連結領域とににより
構成することにより、記録再生特性の悪化を招来するこ
となくポップコーンノイズの発生率を大幅に低減するこ
とができ、記録動作後の再生動作への移行時間が短縮で
き、高密度記録及び高速転送レートへの対応が可能とな
る等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの要部を示す一部
破断斜視図である。

【図２】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの平面図である。

【図３】本発明品と従来品との間のポップコーンノイズ
の発生率の比較試験における書込及び読出タイミングを
示すタイムチャートである。

【図４】本発明品と従来品との間のヘッドノイズの比較
結果を示すグラフである。

【図５】従来の薄膜磁気ヘッドの要部を示す一部破断斜
視図である。

【図６】従来の薄膜磁気ヘッドの平面図である。

【符号の説明】

１ 導体コイル ２ 絶縁層 ３ ギャップ層 ４ 上部磁極層 ５ 下部磁極層 ６ リアギャップ ７ ヨーク ８ 基体 Ａ 先端領域 Ｂ 後方領域 Ｂ₁ 第１領域 Ｂ₂ 第２領域 Ｂ₃ 連結領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 和芳 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 高岸 雅幸 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 合田 貴一郎 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の磁極層間に挾まれた絶縁層中に複
   数のターンを有する導体コイルを備え、各ターンの並設
   方向一側に前記両磁極層間に非磁性体層を挾む変換ギャ
   ップを、他側に前記両磁極層が直接的に接触するリアギ
   ャップを形成してヨークを構成する薄膜磁気ヘッドにお
   いて、前記両磁極層の後方領域は、前記リアギャップを
   その全幅に亘って形成する第１領域と、これよりも広い
   略一定の幅を有する第２領域と、両者を連結し、第１領
   域に向けて直線的に幅を減じる連結領域とからなること
   を特徴とする薄膜磁気ヘッド。