JPH05342549A

JPH05342549A - 浮上型磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH05342549A
Application number: JP17754792A
Authority: JP
Inventors: Yukito Ito; 幸仁伊藤; Tadashi Kobayashi; 正小林
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【構成】磁気記録媒体上を浮上して磁気記録再生を行
なう浮上型磁気ヘッドのスライダの浮上面を、好ましく
はスライダ材と同等またはそれより小さな硬度をもつ樹
脂材質のラッピング砥石で粗面加工する。【効果】通常のラッピング工程において用いる砥石を
かえるだけで所望の粗面化ができるため、すぐれたＣＳ
Ｓ特性を示す浮上型磁気ヘッドを安価に安定的に量産で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浮上型磁気ヘッドに関
し、特に磁気記録媒体とのＣＳＳ（コンタクト・スター
ト・ストップ）特性を改善した浮上型磁気ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】主として３．５インチ以下の固定ハード
ディスクドライブ（ＨＤＤ）において、ヘッドと媒体と
のＣＳＳ特性を向上するため、ヘッド摺動面を適度に粗
面化して、媒体とヘッドとの吸着による不具合を解決す
るための数多くの提案がなされている。例えば、イオン
エッチング法による特開昭５４−２３５１７号公報、ラ
ッピングテープによる特開昭６３−２０９０８２号公
報、化学エッチングによる米国特許第５０７９６５７
号、逆スパッタ法による米国特許第５０１０４２９号、
特開平１−２５１３０８号公報、液中において加工に行
なう特開平２−３１０８７０号公報などである。

【０００３】これらは、浮上面を例えば山と谷の深さの
差を５〜２０nm、山と谷とのピッチを５〜２０μm 程度
に粗面化して、吸着を防止している。しかし、上記のラ
ッピングテープ法では、浮上面をスライダ材より硬い材
質で粗面化しており、スライダ浮上面の粒子の粒界や粒
内部に関係なくフラットに削れてしまい、面状態が不安
定となって、粒子の脱落など信頼性に問題がある。ま
た、イオンエッチング法や、化学エッチング法や、逆ス
パッタ法や、液中加工法などでは工程が複雑であり、粗
面化を必要とする部分以外をマスクで被ったりする必要
が生じたりして、工程数も多く、装置が高価となり、製
造コストが著しく上がり、大量生産に適さないという問
題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、浮上面を粗面化して、吸着を防止して、ＣＳＳ特性
を改善した浮上型磁気ヘッドを容易かつ高い量産性で、
安定に製造できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の本発明により達成される。

【０００６】（１）磁気記録媒体上を浮上して磁気記録
再生を行なう浮上型磁気ヘッドであって、スライダの浮
上面を、樹脂材質のラッピング砥石で粗面加工した浮上
型磁気ヘッド。

【０００７】（２）前記ラッピング砥石の硬度が、前記
スライダ材の硬度以下である上記（１）の浮上型磁気ヘ
ッド。

【０００８】（３）前記ラッピング砥石のロックウェル
ＨＲＭ硬度が５０〜１００である上記（１）または
（２）の浮上型磁気ヘッド。

【０００９】（４）前記ラッピング砥石がエポキシ樹脂
製である上記（１）ないし（３）のいずれかの浮上型磁
気ヘッド。

【００１０】（５）前記スライダ材のビッカース硬度H_V
（３００gf）が５００〜２２００である上記（１）ない
し（５）のいずれかの浮上型磁気ヘッド。

【００１１】（６）前記スライダ材は、多結晶体のセラ
ミックスである上記（１）ないし（５）のいずれかの浮
上型磁気ヘッド。

【００１２】（７）多結晶体のセラミックスはフェライ
トである上記（６）の浮上型磁気ヘッド。

【００１３】（８）前記浮上面は、前記多結晶体の結晶
方位面に従う凹凸によって粗面化されている上記（６）
または（７）の浮上型磁気ヘッド。

【００１４】

【作用】本発明では、通常のラッピング工程を用いて粗
面化を行なう。ただし、この樹脂製の砥石定盤は、通
常、スライダ材と同等かそれより柔らかい樹脂製の砥石
定盤を用いる。通常のラッピングは、シリカ系の石定盤
を使用しており、例えばフェライトのモノリシックタイ
プのヘッドでは、スライダ材より非常に硬く、結晶方
位、結晶粒界に関係なく、ほぼフラットな面に削れてし
まう。しかし、本発明によれば、スライダ材の結晶方位
面の異方性が生じ面方位による凹凸が発生する。この結
果、所望の粗面が容易かつ安定的に得られる。ただし、
同じくスライダ材より柔い錫等の金属定盤では石定盤同
様に結晶方位、結晶粒界に関係なくほぼフラットな面に
削れてしまい、このような効果は得られない。

【００１５】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１６】本発明の浮上型磁気ヘッドは、フェライト
等のコア自体をスライダとするモノリシックタイプのヘ
ッド、チタン酸カルシウム等のスライダ内にフェライト
等のコアを埋めこみ一体化したコンポジットタイプのヘ
ッド、あるいはＡｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ等のスライダ上に薄
膜のコアを形成した薄膜ヘッドのいずれであってもよ
い。そして、スライダ浮上面の形状や構造、例えばレー
ル等の形状や構造や配置あるいはその有無は、公知のい
ずれであってもよい。

【００１７】このような各種ヘッドのスライダ材のビッ
カース硬度H_VＡＳＴＭ−Ｅ−１４０のHv（３００gf）に
て以下のとおりである。

【００１８】Ｍｎ−Ｚｎフェライト：６００〜７００チタン酸カルシウム系：８５０〜９５０Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ系：１８００〜２２００Ｎｉ−Ｔｉ系セラミック：８５０〜９５０

【００１９】これらのうちでは、より安定な粗面状態と
することができる点で、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等のフェ
ライトが好適である。

【００２０】また、これらスライダ材は多結晶体である
ことが好ましい。多結晶体の平均グレインサイズは０．
５〜１００μm 、さらに１〜３０μm 、特にフェライト
の場合には５〜１００μm 、さらに５〜３０μm 、より
好ましくは５〜２５μm が好適である。これにより良好
な粗面化が安定に行なわれる。

【００２１】本発明では、このようなスライダの浮上
面、より具体的には媒体との接触時の接触面を粗面化す
るものである。粗面化はラッピングによって行なう。ラ
ッピングに用いる砥石定盤の材質は樹脂製である。樹脂
材質としてはエポキシ系、ビスフェノール系、ウレタン
系、塩化ビニル系等の各種樹脂が可能であるが、特に必
要とする粗面状態を安定かつ効率よく形成できる点でエ
ポキシ樹脂、特にビスフェノール系のエポキシ樹脂が好
適である。

【００２２】これら樹脂材質のラッピング砥石定盤は、
研摩するスライダ材の硬度と同等か、それより硬度の小
さいものであることが好ましい。より具体的には、砥石
のＡＳＴＭのロックウェル硬度はＭスケールで５０〜１
００、より好ましくは７５〜９０、特に８０〜８５程度
のものが好適である。これによって良好な粗面状態が安
定かつ効率よく形成できる。すなわち、シリカや錫等の
従来の定盤ではこのような物性を満足できない点からも
本発明の効果は実現しない。

【００２３】このような材質の砥石定盤は、通常、平坦
面上に山幅０．２５〜０．４mm程度で、深さ０．３５〜
０．５mm程度の溝が０．５〜０．７mm程度のピッチでス
パイラル状等に形成されている。また、砥石定盤は、通
常ディスク状であり、水平面内を水平方向に回転する。
このような砥石定盤に対向して、加圧シリンダー等によ
って押圧でき、しかもそれ自体回転可能なリングを設け
ている。そして、複数のスライダを治具にとりつけ、そ
の被研摩面が砥石定盤の平坦面と対向するように、砥石
定盤上に載置する。また、スライダをとり付けた治具
は、リング内に収納する。そして、押圧部材によりスラ
イダを押圧し、スライダおよび砥石間にスラリー状の研
摩剤を供給してラッピング研摩を行なう。この際、スラ
イダは、砥石定盤の回転に従い、それ自体も回転する。

【００２４】本発明でのラッピング研摩の研摩条件を下
記のようなものとすることがこのましい。

【００２５】ａ）砥石定盤の回転数３５〜４５rpm ｂ）スライダの回転数５〜２００rpm ｃ）押圧圧力５〜３０g/（１ピース）ｄ）平均研摩レート０．２〜１．０μm/min

【００２６】なお、研摩剤としては、平均粒径０．０５
〜１μm のダイヤモンドや酸化セリウムや酸化ジルコニ
ウム等の研磨砥粒を含有するスラリーが好適である。研
摩砥粒のモース硬度は、７以上、特に８〜１０が好適で
ある。また、このようなラッピング研摩に先立って、鏡
面研摩を行なっておいてもよい。

【００２７】このようなラッピング研摩は、公知の研摩
装置の砥石定盤のみを取り替えるだけでよいので、製造
上きわめて有利である。そして、このような、研摩によ
り、研摩面の粗さプロファイルを触針式の粗さ計で測定
して、走査方向のプロファイルに、平均深さ（凹凸の深
さの差の平均）３〜３０nm、より好ましくは５〜２０nm
の凹凸が存在し、凹凸の平均ピッチが１〜３０μm 、特
にフェライトの場合には３〜３０μm 、より好ましくは
５〜２５μm であるように粗面化されるようになる。そ
して、このような粗面は、金属顕微鏡や走査型電子顕微
鏡による観察から、結晶粒子のグレインに対応してお
り、面方位による凹凸が発生していることが確認され
る。そして、このような結晶粒子のグレインに対応した
ピッチの粗面化により、きわめて安定な粗面が得られ、
吸着が減少し、ＣＳＳ特性が向上する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００２９】実施例１Ｆｅ₂ Ｏ₃ ５４mol%、ＺｎＯ１７mol%、ＭｎＯ２
９mol%で、平均グレインサイズ１２μm の多結晶体のビ
ッカース硬度H_V（３００gf）６５０のＭｎ−Ｚｎフェラ
イトのスライダ材を用い、浮上面に２本のレールを有す
る公知の構造のモノリシックタイプの浮上型ヘッドを作
製した。このレール浮上面を、表面に満を有し、ビスフ
ェノールＡ系のエポキシ樹脂製でＭスケール８３の定盤
砥石で粗面化した。研磨条件は以下のとおりである。

【００３０】砥石定盤の回転数４０rpm 押圧圧力１６．７g/（１ピース）

【００３１】なお、研摩剤としては平均粒径０．１μm
の研摩砥粒のダイヤモンドの砥粒を含有するスラリーを
用いた。

【００３２】所定時間研磨後の研摩面の粗さプロファイ
ルをＤＥＫＴＡＫ社製、触針式表面粗さ計ＤＥＫＴＡＫ
３０３０を用いて測定した。また、これから凹凸の平均
深さと、平均ピッチを測定した。ラッピング研摩時間と
凹凸の平均深さとの関係を図１に示す。また、５分研摩
後のラインプロファイルを図２に示す。また、このもの
の浮上面の金属顕微鏡写真を図７に示す。なお、図２の
プロファイルの凸の平均深さは１２nm、平均ピッチは１
０μm であり、ピッチはグレインに対応していた。

【００３３】次に、このヘッドを用い、Ｃｏ−Ｎｉ系薄
膜を磁性層とするハードディスクを用い、ＣＳＳ特性を
測定した。ＣＳＳ回数と摩擦係数との関係を図３に示
す。

【００３４】比較例１砥石定盤をH_V（３００gf）１０５０のシリカ砥石定盤に
変更した。図１には凹凸の平均深さと研摩時間との関係
を併記する。また５分研摩後のラインプロファイルを図
４に示す。図４のものは平均深さ２．５nm、平均ピッチ
１０μm であった。このものの金属顕微鏡写真を図８に
示す。さらに、図４のラインプロファイルのものを用い
たＣＳＳ特性を図３に併記する。図１〜図４、図７、図
８に示される結果から、本発明に従い結晶粒の方位に基
づく所定の粗面がきわめて容易に得られ、ＣＳＳ特性は
きわめて高いものとなることがわかる。

【００３５】比較例２砥石定盤を錫定盤に変更した。この凹凸の平均深さと研
摩時間との関係を図３に併記する。図５に５分研摩後の
ラインプロファイルを示す。図５のものは平均深さ２．
５nm、平均ピッチ１０μm であり、良好な粗面が得られ
ていない。

【００３６】比較例３比較例２の図５のラインプロファイルをもつ浮上面に対
し、特開平１−２５１３０８号公報の条件に準じ逆スパ
ッタを行なった。このラインプロファイルを図６に示
す。図６と図２のラインプロファイルを比較して、本発
明では、逆スパッタを用いなくても、きわめて簡易な工
程で、容易かつきわめて高い量産性で、所望の粗面化処
理を行なうことができることがわかる。

【００３７】実施例２ H_V（３００gf）９００のＣａＴｉＯ₃ 系スライダ（平均
グレインサイズ６μm）を用いたコンポジットヘッドの
浮上面の研摩を行なった。

【００３８】実施例１と同一の硬度を用い、加工条件を
実施例１と同一の条件で研磨した。５分研摩後平均深さ
５nm、平均ピッチ５μm の粗面化を行なうことができ、
良好なＣＳＳ特性を示した。

【００３９】実施例３ H_V（３００gf）２０００のＡｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ系スライ
ダ（平均グレインサイズ１．５μm ）を用いた薄膜ヘッ
ドの浮上面の研摩を行なった。実施例１と同一条件で研
磨した。５分研摩後平均深さ５nm、平均ピッチ１．５μ
m の粗面化を行なうことができ、良好なＣＳＳ特性を示
した。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、通常のラッピング工程
において用いる砥石をかえるだけで所望の粗面化ができ
るため、すぐれたＣＳＳ特性を示す浮上型磁気ヘッドを
安価に安定的に量産できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浮上型磁気ヘッドの浮上面の粗面化を
行なう際の研摩時間と凹凸の平均深さとの関係を示すグ
ラフである。

【図２】本発明の浮上型磁気ヘッドの浮上面のラインプ
ロファイルを示す図である。

【図３】本発明の浮上型磁気ヘッドのＣＳＳ回数と摩擦
係数との関係を示すグラフである。

【図４】比較用の浮上型磁気ヘッドの浮上面のラインプ
ロファイルを示す図である。

【図５】比較用の浮上型磁気ヘッドの浮上面のラインプ
ロファイルを示す図である。

【図６】比較用の浮上型磁気ヘッドの浮上面のラインプ
ロファイルを示す図である。

【図７】結晶構造を示す図面代用写真であって、本発明
の浮上型磁気ヘッドの浮上面の凹凸を示す金属顕微鏡写
真である。

【図８】結晶構造を示す図面代用写真であって、比較用
の浮上型磁気ヘッドの浮上面の凹凸を示す金属顕微鏡写
真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体上を浮上して磁気記録再生
を行なう浮上型磁気ヘッドであって、スライダの浮上面を、樹脂材質のラッピング砥石で粗面
加工した浮上型磁気ヘッド。
【請求項２】前記ラッピング砥石の硬度が、前記スラ
イダ材の硬度以下である請求項１の浮上型磁気ヘッド。
【請求項３】前記ラッピング砥石のロックウェルＨＲ
Ｍ硬度が５０〜１００である請求項１または２の浮上型
磁気ヘッド。
【請求項４】前記ラッピング砥石がエポキシ樹脂製で
ある請求項１ないし３のいずれかの浮上型磁気ヘッド。
【請求項５】前記スライダ材のビッカース硬度H_V（３
００gf）が５００〜２２００である請求項１ないし５の
いずれかの浮上型磁気ヘッド。
【請求項６】前記スライダ材は、多結晶体のセラミッ
クスである請求項１ないし５のいずれかの浮上型磁気ヘ
ッド。
【請求項７】多結晶体のセラミックスはフェライトで
ある請求項６の浮上型磁気ヘッド。
【請求項８】前記浮上面は、前記多結晶体の結晶方位
面に従う凹凸によって粗面化されている請求項６または
７の浮上型磁気ヘッド。